(57)【要約】電気ボックス用防火フェースプレート組立体は、内面を有するフェースプレートと、前記フェースプレートの内面と近接して配置される防火マットとを含む。防火マットは、熱を吸収する吸熱性材料の提供による火災とは反対側の壁面の温度上昇の防止、および／または膨張することによるさらなる絶縁特性の付与および他の方法による火災の広がりの防止が可能な防火障壁を形成するアクティブシステムを提供する。防火マットは、膨張性化合物、吸熱性化合物、あるいは膨張性化合物と吸熱性化合物の両方を含むことができる。防火マットは、金属またはセラミック繊維材料などで形成される赤外線遮断材料の層も含むことができる。
2004508673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内面を有するフェースプレートと、
（ｂ）前記フェースプレートの内面と近接して配置される防火マットと、
を含む電気ボックス用防火フェースプレート組立体。
【請求項２】
前記防火マットの活性化温度が３６５°Ｆ（１８５℃）以下である請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項３】
前記防火マットが膨張性化合物を含む請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項４】
前記防火マットが吸熱性化合物を含む請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項５】
前記防火マットが、吸熱性化合物と、赤外線遮断材料の層とを含む請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項６】
前記防火マットが、膨張性化合物と、赤外線遮断材料の層とを含む請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項７】
前記防火マットが、膨張性化合物と、吸熱性化合物と、赤外線遮断材料の層とを含む請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項８】
前記防火マットの厚さが３／１６インチ以下である請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項９】
前記防火フェースプレート組立体を有する電気ボックスを含む壁組立体が、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に記載の建築構造と材料の燃焼試験のための試験方法に、少なくとも１時間のあいだ合格することができる請求項１に記載の防火フェースプレート組立体。
【請求項１０】
壁に取り付けられた電気ボックスを覆うように適合させた防火フェースプレート組立体であって、
（ａ）内面を有するフェースプレートと、
（ｂ）前記フェースプレートの内面と近接して配置される防火マットと、
を含み、前記防火マットの活性化温度が３６５°Ｆ（１８５℃）以下である防火フェースプレート組立体。
【請求項１１】
前記防火マットが複数の層を含む請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項１２】
前記層のうちの１層が、前記フェースプレートの内面と近接して配置される赤外線遮断材料を含む請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項１３】
前記赤外線遮断材料がセラミック繊維材料で形成される請求項１２に記載の防火フェースプレート。
【請求項１４】
前記層のうちの１層が、前記赤外線遮断材料と近接して配置される吸熱性化合物の層を含む請求項１３に記載の防火フェースプレート。
【請求項１５】
前記層のうちの１層が、前記吸熱性化合物の層と近接して配置される膨張性化合物の層を含む請求項１４に記載の防火フェースプレート。
【請求項１６】
前記防火マットが、膨張性化合物を含有する成形パテを含む請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項１７】
前記防火マットの密度が少なくとも約４０ポンド／立方フィートである請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項１８】
前記防火マットの厚さが約３／１６インチ以下である請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項１９】
前記フェースプレートが金属で形成され、前記金属防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁が、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に記載の建築構造と材料の燃焼試験のための試験方法に、少なくとも２時間のあいだ合格することができる請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項２０】
前記フェースプレートが合成ポリマー材料で形成され、前記防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁が、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に記載の建築構造と材料の燃焼試験のための試験方法に、少なくとも１時間のあいだ合格することができる請求項１０に記載の防火フェースプレート。
【請求項２１】
電気ボックスフェースプレートの内面上に使用される防火マットであって、膨張性化合物および吸熱性化合物の少なくとも１つを含み、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に記載の建築構造と材料の燃焼試験のための試験方法に、少なくとも１時間のあいだ合格するのに十分な防火性を示す防火マット。
【請求項２２】
活性化温度が３６５°Ｆ（１８５℃）以下である請求項２１に記載の防火マット。
【請求項２３】
膨張性化合物と、吸熱性化合物と、赤外線遮断材料の層とを含む請求項２１に記載の防火マット。
【請求項２４】
厚さが３／１６インチ以下である請求項２１に記載の防火マット。
【請求項２５】
壁に取り付けられる防火コンセントまたはスイッチ用の防火フェースプレート組立体であって、
（ａ）内面を有するフェースプレートと、
（ｂ）前記フェースプレートの内面と近接して配置される防火マットとを含み、前記防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁が、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に記載の建築構造と材料の燃焼試験のための試験方法に、少なくとも１時間のあいだ合格するのに十分低い活性化温度を前記防火マットが有する防火フェースプレート組立体。
【請求項２６】
壁に取り付けられる防火コンセントまたはスイッチ用の防火フェースプレートであって、
（ａ）金属で形成され、内面を有し、前記壁に取り付けられるように適合されたフェースプレートと、
（ｂ）前記フェースプレートの内面と近接して配置される防火マットとを含み、前記防火マットの厚さは約３／１６インチ以下であり、前記防火マットは、
（１）前記フェースプレートの内面と近接して配置される赤外線遮断材料の層と、
（２）前記赤外線遮断材料の層と近接して配置される吸熱性化合物の層と、
（３）前記吸熱性化合物の層と近接して配置される膨張性化合物と、
を含み、
前記防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁組立体は、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に記載の建築構造と材料の燃焼試験のための試験方法に、少なくとも２時間のあいだ合格することができる防火フェースプレート。
【請求項２７】
フェースプレートの内面上に防火マットを提供する工程を含む、フェースプレートを有する電気ボックスを含む防火定格壁組立体の防火方法。
【請求項２８】
前記防火マットが、赤外線遮断材料と、膨張性化合物および吸熱性化合物の少なくとも１つとを含む請求項２７に記載の防火定格壁組立体の防火方法。
【請求項２９】
前記防火マットの活性化温度が３６５°Ｆ（１８５℃）以下であり、厚さが３／１６インチ以下である請求項２７に記載の防火定格壁組立体の防火方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、一般に防火装置に関し、より詳細には、カバープレート内面に配置され火災時に防火障壁を形成する防火マットを有するコンセントやスイッチなどのカバープレートに関する。
【０００２】
（背景技術）
ある構造の１つの区画から火災が広がりうる機構の１つは、壁内部の経路を進行する機構である。このような経路または通し貫通部としては、コンセントや電気スイッチなどが挙げられる。このような開口部による火災の広がりの防止、および煙の移動の防止のために現在使用されている方法として、コンセントまたはスイッチボックスの外面、またはスイッチボックスの壁裏の内面のいずれかに膨張性化合物を配置することが挙げられる。
【０００３】
一般に、コンセントまたはスイッチボックスの外面に膨張性化合物を配置すると、１つの区画から別の区画への火災の広がりに抵抗したり煙の移動を防止したりするためには十分であるが、この方法はある欠点を有する。例えば、スイッチボックス外面に膨張性化合物を配置するためには、構造体を組み立てる間にその化合物を配置する必要がある。なぜなら、スイッチボックス外面に膨張性化合物を後付けするは困難であり、費用がかかり、壁構造を破壊する必要があるからである。スイッチボックスの壁裏の内面に膨張性化合物を配置することもある欠点および不都合が生じ、特に、膨張性化合物は資格を有する電気工が取り付ける必要がある。
【０００４】
さらに、フェースプレートの内面への膨張性マットを取り付ける場合、コンセントやスイッチなどの電気ボックスが適切に火災を遮断したかどうかを迅速かつ容易に検査できる必要がある。
【０００５】
絶縁性コンセントのための技術は従来技術として公知である。例えばトュリッカ氏（Ｔｒｉｃｃａ）に付与された米国特許第４，２９３，１７３号は、コンセントの断熱システムを開示している。このシステムは、コンセントのフェースプレートの裏側に固定される大型の断熱板と、コンセントの差し込み口の上に配置されるより小さな断熱板と、差し込み口のスロットをふさぎ小さな断熱板をその場所に維持するために使用されるダミーのプラグとを有する。断熱板は、低熱伝導率、優れた圧縮性、および弾性を有する弾性独立気泡フォーム材料などの断熱材料で構成される。
【０００６】
スロスバーグ氏（Ｓｌｏｓｂｅｒｇ）等に付与された米国特許第４，４４７，４８４号は、コンセントおよびスイッチボックスの絶縁性ドラフトシールドとして使用するための難燃性ビニルフォームガスケット材料を開示している。このガスケット材料は、フォーム層内部に一体的に配置され固定された寸法安定性のガラス繊維組織シート材料とを含む。
【０００７】
しかしながら、これらの特許に記載される絶縁性物品は、コンセントおよびスイッチを通過する空気の進入を防止して、建物のエネルギーを保存して熱孤立を向上させているだけである。これらは火災時に膨張することはなく、防火障壁の形成は意図されていない。
【０００８】
したがって、電気ボックスを介する火災の広がりを防止可能な、電気ボックスに取り付けられるように適合したフェースプレートの内面に配置することができる防火マットが当業界で必要とされている。したがって、コンセントまたはスイッチボックスを介する火災の広がりを防止可能な防火マットを有するコンセントまたはスイッチボックス用フェースプレートが提供されることが望まれている。
【０００９】
（発明の開示）
本発明は、内面を有するフェースプレートと、フェースプレートの内面に近接して配置された防火マットとを含む電気ボックス用防火フェースプレート組立体を提供する。防火マットは、膨張することによってさらに絶縁特性が向上し火災、煙、および熱風の広がりを防止する膨張性化合物の提供によって、装置から熱を吸収する吸熱性化合物の提供によって、またはその両方によって、火災と反対側の壁面の過度の温度上昇を防止可能な防火障壁を形成するアクティブシステムを提供する。アクティブシステムとは、火災の様な条件にさらされた場合に物理的変化が防火マットに生じることを意味し、この物理的変化によって防火マットの熱的性質が向上し、それによって火災の広がりをより効率的に防止することができ、火災とは反対側の壁面の温度上昇を防止することができる。本発明の態様の１つでは、防火マットは３６５°Ｆ（１８５℃）以下の活性化温度を有する。
【００１０】
本発明の防火マットは、膨張性化合物、吸熱性化合物、あるいは膨張性化合物と吸熱性化合物の両方を含むことができる。あるいは、防火マットは、フェースプレートと一体成形された層を含むことができるし、コーティングとしてフェースプレートに適用することもできる。さらに、防火マットは、例えば金属またはセラミック繊維材料から製造された赤外線遮断材料の層を含むことができる。従来のコンセントおよびスイッチを覆うために使用されるフェースプレートの内部に配置できるようにするため、好ましくは防火マットの厚さは約３／１６インチ以下である。
【００１１】
本発明の別の態様では、防火フェースプレート組立体によって、防火フェースプレート組立体を有する電気ボックスを有する壁が、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９に記載される通し貫通部火炎止めの火災試験法（燃焼試験法、引火試験法）に準拠して試験した場合の火炎および温度評価において、少なくとも１時間の間十分試験に合格できる防火性能を示す。
【００１２】
具体的な実施態様では、本発明は、壁に取り付けられた電気ボックスを覆うように適合した防火フェースプレート組立体を提供する。この組立体は、内面を有するフェースプレートと、フェースプレートの内面と近接した配置され３６５°Ｆ（１８５℃）以下の活性化温度を有する防火マットとを含む。防火フェースプレートは、複数の層から形成される防火マットを含んでもよい。これらの層としては、膨張性化合物の層、吸熱性化合物の層、および前記フェースプレートの内面と近接して配置される赤外線遮断材料の層を挙げることができる。実施態様の１つでは、赤外線遮断材料はセラミック繊維材料から作製される。本発明の具体的な実施態様では、赤外線遮断材料の層はフェースプレートの内面と近接して配置され、吸熱性化合物の層は赤外線遮断材料の層と近接して配置され、膨張性化合物は吸熱性化合物の層と近接して配置される。
【００１３】
さらに別の実施態様では、防火フェースプレートは、膨張性化合物を含んでもよい成型パテを含む防火マットを含む。
【００１４】
防火マットは、膨張前の状態、すなわち火災のような条件にさらされる前の密度が一般に少なくとも約３０ポンド／立方フィートであり、好ましくは少なくとも約４０ポンド／立方フィートであり、より好ましくは少なくとも約５０ポンド／立方フィートであり、最も好ましくは少なくとも約６０ポンド／立方フィートである。
【００１５】
別の実施態様では、フェースプレートは金属から作製され、フェースプレートによって火炎止めが得られ、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９に記載される通し貫通部火炎止めの火災試験法に少なくとも２時間のあいだ合格する金属製防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁が得られる。
【００１６】
別の実施態様では、フェースプレートは合成ポリマー材料から作製され、フェースプレートによって火炎止めが得られ、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９に記載される通し貫通部火炎止めの火災試験法に少なくとも１時間のあいだ合格する合成ポリマー製防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁が得られる。
【００１７】
別の態様では、本発明は、壁に取り付けられたコンセントまたはスイッチの防火用の防火フェースプレート組立体を提供し、この防火フェースプレート組立体は、内面を有するフェースプレートと、前記フェースプレートの内面と近接して配置される防火マットとを含み、防火マットは十分に低い活性化温度を有するため、防火フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁が、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９に記載される通し貫通部火炎止めの火災試験法に少なくとも１時間のあいだ合格する。
【００１８】
さらに別の態様では、本発明は、電気ボックスフェースプレートの内面に配置することができる防火マットを提供し、このマットは、膨張性化合物および吸熱性化合物の少なくとも１つを含み、このマットによってＡＳＴＭ　Ｅ１１９に記載される通し貫通部火炎止めの火災試験法に少なくとも１時間のあいだ合格するのに十分な防火性が得られる。マットは、膨張性化合物、吸熱性化合物、および赤外線遮断材料を含むことができる。
【００１９】
別の態様では、本発明は、フェースプレートの内面に防火マットを配置する工程を含む、フェースプレートを有する電気ボックスを含む壁の防火方法を提供する。防火マットは、赤外線遮断材料と、膨張性化合物および吸熱性化合物の少なくとも１つとを含むことができる。さらに、防火マットは、３６５°Ｆ（１８５℃）以下の活性化温度を有することができ、３／１６インチ以下の厚さを有することができる。
【００２０】
添付の図面を参照しながら本発明をさらに説明する。
【００２１】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の目的のため、本明細書では以下の用語が使用される：
「防火マット」は、通常は火災中に発生する温度に曝露すると防火性が向上し、それによって火災および煙の広がりに対して抵抗できる防火障壁を形成する物品を意味し、
「活性化温度」は、膨張性化合物の膨張が始まる温度、あるいは吸熱性化合物の相変化、分解、または反応が起こり、それによって熱を吸収する温度を意味し、
「吸熱性化合物」は、通常は、水和水の放出、熱を吸収する相変化（すなわち液体から気体）の進行、あるいは最終的に熱の吸収が必要な反応が起こる化学変化によって熱を吸収する材料を意味し、
「膨張性化合物」は、火災の様な条件で通常発生する温度に加熱された場合に元の体積の少なくとも約１．５倍に膨張する化合物を意味する。
【００２２】
ここで図面を参照すると（いくつかの図面にわたる同様の参照番号は、同様または対応する部分を意味している）、図１は、壁４に取り付けられた従来の壁コンセント２、コンセント２の固定に適合した従来のフェースプレート６、およびコンセント２とフェースプレート６の間への設置に適合した防火マット８の分解斜視図を示している。壁コンセント２は、火災が建造物のある区画から別の区画に広がりうる壁４の開口部を形成している。コンセント２は、電気ボックス１０と、電気ボックス１０内に配置された１組のソケット１２、１４を有する。取付を容易にするために、電気ボックス１０とフェースプレート６の間で電気ボックス１０の深さ方向に延在する底枠（図示していない）も有する場合がある。電気ボックス１０および／または底枠は、金属から製造される場合もあるし、非金属から製造される場合もある。好適な非金属としては、例えば、セラミック材料、ならびにＰＶＣおよびフェノール材料などの合成ポリマー材料が挙げられる。フェースプレート６は、ソケット１２、１４の形状にそれぞれ対応した開口部１６、１８を有し、フェースプレート６がコンセント２に取り付けられたときにこれらの開口部からソケットが突出する。フェースプレート６は、ＰＶＣプラスチックなどの合成プラスチック材料または金属などの任意の好適な材料から製造することができる。
【００２３】
本発明の特徴的な機能によると、コンセント２によって形成された開口部から壁４を通過して火災が広がるのに対して抵抗する防火障壁を形成する防火マット８が、フェースプレート６の内面２０に配置される。防火マット８は、ソケット１２、１４の形状にそれぞれ対応した１組の開口部２２、２４を有し、フェースプレート６と防火マット８がコンセント２に取り付けられたときにこれらの開口部からソケットが突出する。
【００２４】
図２は、従来の電気スイッチ用のフェースプレートとの併用に適合させた防火マット２６の斜視図である。防火マット２６は、電気スイッチの突起が通り抜けられる開口部２８を有する。
【００２５】
図３〜７は、本発明による種々の構造の防火マット３０を含むフェースプレート６を示す側断面図である。図３では、防火マット３０は、１層の防火材料３０ａを含む。材料の層３０ａは、膨張性化合物の層、吸熱性化合物の層、あるいは混合されて均質の塊状体となった膨張性および吸熱性化合物の組合せから形成される層であってよい。これらの化合物のそれぞれについては後により詳細に説明する。さらに、防火マット３０は、材料のシートとして提供することができるし、またはフェースプレート６の内面２０に対して加圧して成形することができる柔軟なパテ状材料として提供することもできる。パテ状材料としては、膨張性化合物、吸熱性化合物、またはその両方を含んでもよい。好適なパテ状防火障壁化合物は、Ｗｅｌｎａに付与された米国特許第５，５７８，６７１号、およびゲストナー氏（Ｇｅｓｔｎｅｒ）等に付与された米国特許第５，１７５，１９７号に開示されている。好ましいパテは、ミネソタ州セントポールのミネソタ　マイニング　アンド　マニュファクチャリング　カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ）より商品名スリーエム・ファイヤ・バリアー・モルダブル・パティ（３Ｍ　Ｆｉｒｅ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｍｏｌｄａｂｌｅ　Ｐｕｔｔｙ）で入手可能であり、その活性化温度は２２５°Ｆ（１０７℃）であり、密度は６０〜８２ポンド／立方フィートの範囲である。
【００２６】
図４において、防火マット３０は、フェースプレート６の内面２０と隣接して配置される吸熱性化合物の層３０ｂと、吸熱性化合物３０ｂと隣接して配置される別の独立した膨張性化合物の層３０ｃとを含む。あるいは、吸熱性化合物と膨張性化合物の位置が入れ替わってもよく、その場合、膨張性化合物３０ｃがフェースプレートの内面２０と隣接して配置される。
【００２７】
図５において、防火マット３０は、フェースプレート６の内面２０と隣接して配置される赤外線遮断材料の層３０ｄと、赤外線遮断材料３０ｄと隣接して配置される材料の層３０ａとを含む。赤外線遮断材料３０ｄについては後により詳細に説明する。層３０ａは、図３に関して説明したように、膨張性化合物、吸熱性化合物、またはそれらの混合物を含むことができる。あるいは、赤外線遮断材料３０ｄと材料の層３０ａの位置が入れ替わってもよく、その場合、層３０ａがフェースプレートの内面２０と隣接して配置される。
【００２８】
図６において、防火マット３０は、フェースプレート６の内面２０と隣接して配置される赤外線遮断材料の層３０ｄと、赤外線遮断材料３０ｄと隣接して配置される吸熱性化合物の層３０ｂと、吸熱性化合物の層３０ｂと隣接して配置される膨張性化合物３０ｃとを含む。吸熱性層３０ｂ、膨張性層３０ｃ、および赤外線遮断層３０ｄの配列は変化させることできるが、図に示される配列が好ましく、最良の防火性能が得られることが分かっている。
【００２９】
図７において、防火マット３０は、フェースプレート６の内面２０と隣接して配置される赤外線遮断材料の層３０ｄと、赤外線遮断材料３０ｄと隣接して配置される吸熱性化合物の層３０ｂと、吸熱性化合物の層３０ｂと隣接して配置される膨張性パテの層３０ｅとを含む。この場合も、赤外線遮断層３０ｄ、吸熱性化合物３０ｂ、および膨張性パテ３０ｅの配列は変化させることできるが、図に示される配列で試験防火性能が得られることが分かっている。
【００３０】
図３〜７に示される各実施態様において、防火マット３０の厚さは一般に約１／４インチ以下であり、好ましくは約３／１６インチ以下であり、そのため、電気ボックスおよびフェースプレート組立体の間の空間に防火マットを配置することができる。さらに、防火マットの活性化温度が約３９２°Ｆ（２００℃）未満、好ましくは約３６５°Ｆ（１８５℃）未満、より好ましくは約３３８°Ｆ（１７０℃）の場合に防火フェースプレートの性能が向上することが分かった。
【００３１】
前述したように、防火材料として使用される熱反応性材料の大きな２つの種類として、膨張性化合物および吸熱性化合物が挙げられる。防火材料は、膨張性化合物、吸熱性化合物、またはその両方の混合物のいずれかを防火材料に分散させることによって製造される。膨張性化合物は、防火材料を膨張させるために使用され、それによって熱、煙、火炎、および／または蒸気の移動を減少させる。吸熱性化合物は、防火材料を通過する熱移動を遅延させるために使用され、それによって防火材料全体の温度上昇が制御される。
【００３２】
膨張剤および吸熱剤の選択は、費用、泡沸（膨張）の程度、吸熱能力、水溶解性、炭化強さ、およびエージング特性などの要因に基づいて通常は行われる。しかしながら、電気ボックスの防火のための防火材料の性能に影響する重要であり従来は認識されていなかった要因は、膨張剤および吸熱剤の活性化温度である。
【００３３】
例えば、膨張剤が活性化する温度は、材料の防火性能に有意に影響しうる。膨張剤が活性化する温度によって、加熱中に防火材料が活性化する時間が実質的に決定される。一般に、膨張剤の活性化が速いほど、火炎止めの火災になっていない側への熱、煙、火炎、および／または蒸気の移動が少なくなる。本発明の特徴的な性質によると、低温膨張性化合物を使用すると、膨張性化合物がより低温で活性化して試験過程がより早くなるためＡＳＴＭ　Ｅ１１９でより優れた評価が得られる。理論によって限定しようと望むものではないが、膨張性化合物は試験初期に壁の火災側で内壁の空隙への熱および加熱ガスの移動を減少させる機能を果たすため、性能が向上すると考えられる。この後、内壁の空隙は壁の火災の起こっていない側を加熱するために、試験に不合格となる。電気ボックスの防火の場合、一般的な障害形態は、壁の空隙内で加熱されたガスがソケットまたはスイッチの開口部を通って漏れることを含む。電気ボックス内の成分が、当技術分野で一般的に使用される防火材料を活性化するのに十分加熱される前にこの漏れが発生する。
【００３４】
膨張性化合物の活性化温度を変化させるためのいくつかの方法があることが分かっている。一般に、膨張性化合物は、膨張剤と耐火性マトリックスを含む。膨張剤が活性化されると、膨張剤が耐火性マトリックスに対して作用することによって膨張（または泡沸）防火材料が得られる。防火材料の活性化温度を低下させるためには、（１）配合物中の膨張剤を本来活性化温度を低下させる膨張剤で代用する方法、（２）より低温でより大きな膨張力が得られる膨張剤で代用する方法、あるいは（３）耐火性マトリックス内部強度を低下させる方法の３つの方法がある。
【００３５】
膨張剤の活性化温度は、膨張剤の化学的性質または膨張剤のグレードによって変化しうる。例えば、種々のバーミキュライト材料は活性化温度が約６００°Ｆ（３１６℃）のものが入手可能であり、防火材料の活性化温度が約６６５°Ｆ（３５２℃）となる。しかしながら、膨張剤または吸熱剤を含む防火材料の活性化温度は、膨張剤または吸熱剤自体の活性化温度よりも高くなる。好ましい膨張剤は、商品名「ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ　４ＢＷ」でＭｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）より市販される粒状水和アルカリ金属ケイ酸塩膨張性組成物であり、これは３９２〜１０００°Ｆ（２００〜５３８℃）の範囲で膨張する。別の好ましい膨張剤はグラファイト層間化合物である。グラファイト層間化合物の性質に依存するが、活性化温度３２０〜４２８°Ｆ（１６０〜２２０℃）の範囲をとることができ、そのため防火材料の活性化温度は３６０〜４５０°Ｆ（１８２〜２３２℃）の範囲となる。したがって、個々の膨張剤またはそれらの混合物の選択によって、膨張性化合物の活性化温度を調整することができる。
【００３６】
防火材料に使用される膨張剤の活性化温度以外に、防火材料の活性化温度は使用される膨張剤の膨張特性によって決定される。例えば、初期活性化時に大きく膨張するが、活性化直後に膨張が終了しうるように異なる膨張剤を組み合わせることができる。あるいは、活性化時は穏やかに膨張するが、後の過程で大きく膨張するように膨張剤を選択することができる。したがって、防火材料の活性化温度と膨張特性の両方は、適切な膨張剤を選択することによって制御可能である。この方法では特定の防火要求および最終用途に適合するように、特定の防火材料の防火特性を調整可能である。
【００３７】
「膨張圧」と呼ばれることも多い膨張剤によって発生する力も活性化温度に影響を与える。例えば、あるグレードのグラファイト層間化合物は他のものよりも有意に大きな力を発生することが分かっている。したがって、グラファイトの膨張圧および活性化温度の特性によって、防火材料の活性化温度を調整可能である。このように、耐火性マトリックスが同じものである場合、任意の所与の温度における膨張の程度は、グラファイトによって発生する力と比例する。さらに、膨張剤の活性化温度よりも低温であるガラス転移温度を有するバインダー材料を選択することが望ましく、それによって防火材料の膨張が促進される。
【００３８】
防火材料の活性化温度を制御する別の方法は、耐火性マトリックスの内力に対する抵抗性を低下させる方法である。グラファイトなどの膨張剤によって発生する力を増加させることで所与の温度における膨張の程度を増大させる方法とほぼ同様に、所与の温度におけるマトリックスの内力を低下させることでも、膨張性化合物の膨張の程度を増大させることができる。
【００３９】
防火材料の内力に対する抵抗性は多くの方法で変化させることができる。１つの方法は、組成物中のバインダー濃度を増加させることである。バインダーは、実際の用途で十分な結合性が防火材料に得られるように防火材料に加えられることが多い。濃度を増加させると、内力に対する抵抗性が増大し、膨張を妨害する。バインダー濃度を減少させると、逆の効果が得られる。さらに、ゴム組成物では、マトリックス材料の内力に対する抵抗性に架橋度が影響し、そのため膨張に影響する。
【００４０】
内力に対する抵抗性を温度の関数として考慮することも重要である。抵抗性は、材料が高温にさらされる場合の温度とその時間の両方に依存する。例えば、マトリックス中に有機材料が含まれることが多くの場合望ましい。高温で有機材料は分解し、それによってその温度におけるマトリックスの内力に対する抵抗性が低下する。耐火材料は、マトリックスの一般的な成分であることが多い。したがって、有機材料と耐火成分の比率を変化させることが、マトリックス材料の内力に対する抵抗性に影響する。さらに、有機材料の熱分解は多種多様であり、これは、材料の内力に対する抵抗性は有機材料の選択によってさらに制御可能であることを意味する。
【００４１】
膨張剤の活性化温度以外に、吸熱剤の活性化温度も、防火材料の性能に有意な影響を与えうる。実際、火炎止め全体の温度上昇は、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９試験の温度すなわち「Ｔ」評価部分を決定するので重要である。炎またはその他の熱源からの熱を吸収するために吸熱剤を使用することは当技術分野では公知である。しかしながら、ＡＴＨ（三水酸化アルミニウム）やホウ酸亜鉛などの現在使用されている大部分の吸熱剤は、ＡＳＴＭ　Ｅ１１９の不合格温度約４００°Ｆ（２０４℃）よりも高温で活性化し、そのため用途は制限される。
【００４２】
したがって、４００°Ｆ（２０４℃）より低温で吸熱する吸熱剤を使用することが非常に望ましい。このような吸熱剤から製造された防火材料は、火炎止めの火災の起こっていない側に配置して吸熱しいて、低温側が４００°Ｆ（２０４℃）に到達するのを防止することができる。この方法では、低温側にある可燃性材料が保護され、火災中の建物である部屋から別の部屋に炎が広がるのが防止される。好ましい吸熱剤およびそれらの活性化温度は、ＭｇＮＨ４ＰＯ４・６Ｈ２Ｏの１８５°Ｆ（８５℃）、ＣａＳＯ４・４Ｈ２Ｏの３００°Ｆ（１４９℃）、およびリン酸マグネシウムＭｇＨＰＯ４・３Ｈ２Ｏの２３０°Ｆ（１１０℃）が挙げられる。
【００４３】
膨張性化合物
加熱中、膨張性化合物は物理的な力によって本発明の防火障壁を膨張させ、ガスを発生する。膨張性化合物は、防火障壁材料の全体積を増加させフェースプレートと電気ボックスの周囲または間にほぼ密着したシールを形成することによって防火障壁材料の絶縁能力に寄与する。この体積変化のため、炎にさらされていない元の状態よりもより断熱性の高い材料となる。さらに、この膨張中に一部の熱エネルギーを吸収することで、火災中の全体低な熱伝達の阻止に寄与する。
【００４４】
前述したように、膨張性化合物は、加熱によって元の体積の少なくとも約１．５倍に膨張する化合物である。膨張性化合物、束縛されていない状態の本発明の防火障壁を、火災のような条件にさらされた場合に元の厚さの少なくとも約１．５倍、好ましくは元の厚さの少なくとも約３倍、より好ましくは元の厚さの４倍まで膨張させる。用途によっては、防火障壁材料は元の厚さの少なくとも約９倍に膨張することが好ましい。
【００４５】
代表的な膨張剤は化学組成が異なるが、膨張性化合物の個々の粒子の構造内の物理的変化を引き起こす化学変化によって膨潤、発泡、またはその他の方法で寸法を増大させる性質によって認識されている。この変化は温度の上昇（すなわち、エネルギーまたは熱）によって活性化される。
【００４６】
代表的な膨張性化合物としては、グラファイト層間化合物や酸処理グラファイトなどの膨張性グラファイト、水和アルカリ金属ケイ酸塩、バーミキュライト、パーライト、ＮａＢＳｉ、ＣＯ２発泡剤がガラス粒子内部に取り込まれた火山ガラス、マイカ、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００４７】
好ましい膨張性グラファイト材料としては、商品名「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ　１６０」および「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ　２２０」としてどちらもＵＣＡＲ　Ｃａｒｂｏｎ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ）より市販されている酸性グラファイト層間化合物が挙げられる。別の好ましい膨張剤は、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）より商品名「ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ　４ＢＷ」で市販される粒状水和アルカリ金属ケイ酸塩膨張性組成物である。
【００４８】
Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）より商品名「ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ　４ＢＷ」で市販される粒状水和アルカリ金属ケイ酸塩膨張性化合物は、非常に高密度であり、良好な膨張性を有する。膨張性グラファイトは優れた膨張性を有し、さきの２種類の材料と比べると比較的低密度である。
【００４９】
膨張性化合物によって、熱に曝露することによって障壁全体の厚さを増加させることによる防火障壁材料の絶縁能力、火災中の熱エネルギーを吸収する防火障壁材料の能力、ならびに構成要素の周囲にほぼ密着したシールを形成する防火障壁材料の能力が得られる。
【００５０】
膨張性化合物は、Ｌａｎｇｅｒに付与された米国特許第５，８６９，０１０号Ｗｅｌｎａに付与された米国特許第５，４７６，８９１号、ランディン氏（Ｌａｎｄｉｎ）に付与された米国特許第５，８３０，３１９号、およびランガー氏（Ｌａｎｇｅｒ）に付与された米国特許第５，５２３，０５９号に記載されている。好適な膨張性化合物は、継続中のランディン氏の米国特許出願第０９／０１６，８７６号およびゲストナー氏（Ｇｅｓｔｎｅｒ）の米国特許出願第０９／０１６，８７９号にも記載されている。活性化温度が３６５°Ｆ（１８５℃）である好ましい膨張性材料の組成を以下の表に示す。
【００５１】
【表１】
表Ｉ
2004508673.tif 000003
【００５２】
グラファイトのＧＲＡＦＧＵＡＲＤ　１６０は、オハイオ州クリーヴランドのユー・シー・エー・アール・カーボン（ＵＣＡＲ　Ｃａｒｂｏｎ）より入手可能な膨張性グラファイトであり、その活性化温度は３２０°Ｆ（１６０℃）である。使用したＧＲＡＦＧＵＡＲＤ　１６０のグレードは８０Ｎであった。ＳＯＬＥＭ　ＳＢ３６は、ジョージア州ノルクロスのジェイ・エム・ヒュバー・コーポレイションのソレム・ディビジョン（Ｊ．Ｍ．Ｈｕｂｅｒ　Ｃｏｒｐ．，Ｓｏｌｅｍ　Ｄｉｖ．）より入手可能な吸熱性材料である。ＡＩＲＦＬＥＸ　６００ＢＰは、ペンシルバニア州アレンタウンのエアー・プロダクツ・アンド・ケミカル・インコーポレイテッド（Ａｉｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｉｎｃ．）より入手可能なアクリレート−酢酸ビニル−エチレンエマルションバインダーであり、膨張性化合物の弾性を向上させる。ＳＡＮＴＩＣＩＺＥＲ　１４１は、ミズーリ州セントルイスのモンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）より入手可能な可塑剤であり、ＲＡＹＯＮ繊維（レイヨン繊維）から炭を得るためのホスフェート源として機能する。Ｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒ　１０６／４７５は、オハイオ州ディファイアンスのシュラー・インターナショナル（Ｓｃｈｕｌｌｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）より入手可能なガラス繊維充填剤である。ＲＡＹＯＮ（レイヨン）はセルロース系繊維であり、熱にさらされた後で炭化した材料の構造完全性に寄与し、テネシー州ジョンソンシティーのミニファイバー・インコーポレイテッド（ＭｉｎｉＦｉｂｅｒ，Ｉｎｃ．）より入手可能である。ＴＡＭＯＬ　８５０は、ペンシルバニア州フィラデルフィアのローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ　＆　Ｈａａｓ）より市販される界面活性剤であり、ＡＩＲＦＬＥＸとＳＡＮＴＩＣＩＺＥＲ　１４１の混合を促進する。
【００５３】
吸熱性化合物
本明細書で使用される場合、吸熱性化合物は、水和水の放出、熱を吸収する相変化（すなわち液体から気体）の進行、あるいは反応において全体的に吸熱が必要となる他の化学変化（ＭｇＮＨ４ＰＯ４からのＮＨ３の放出など）によって熱を吸収する化合物である。
【００５４】
好適な吸熱性化合物としては、通常はアンモニア、二酸化炭素、および／または水などの小さな分子を１つ以上放出して熱分解する化合物、揮発する化合物、あるいは防火障壁材料内部または周囲雰囲気中に存在する１つ以上の他の化合物と反応して系の熱エネルギーを最終的に取り込む化合物が挙げられる。小さな分子の発生、または吸熱性化合物の成分の実質的な揮発が関与する場合、防火障壁材料および防火障壁材料によって保護される要素から一部の熱が放出されることもある。固体の吸熱性化合物では、防火障壁材料を離れる加熱ガスとして損失する熱エネルギーのそれぞれから独立した寄与を得ることができる。吸熱性化合物によって発生する揮発性気体は可燃性ではないことが好ましい。
【００５５】
好適な吸熱性化合物としては、１９４〜２７３２°Ｆ（９０〜１５００℃）で吸熱反応または発熱分解や燃焼を伴わない相変化が起こる有機材料が挙げられる。代表的な化合物としては、アルミニウム三水和物（ＡＴＨ）Ａｌ（ＯＨ）３、水和ホウ酸亜鉛（ＺｎＢ２Ｏ４・６Ｈ２Ｏ）、石膏としてもしられる硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、リン酸マグネシウムアンモニウム（ＭｇＮＨ４ＰＯ４・６Ｈ２Ｏ）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、およびカプセル化Ｈ２Ｏが挙げられる。好ましい吸熱剤としてはリン酸マグネシウムアンモニウム六水和物、ＭｇＯ・２Ｂ２Ｏ３・９Ｈ２Ｏ、石膏、およびＭｇＨＰＯ４・３Ｈ２Ｏが挙げられる。
【００５６】
好ましい吸熱性材料の組成を以下の表に示す。
【００５７】
【表２】
表ＩＩ
2004508673.tif 000004
【００５８】
ＡＩＲＦＬＥＸ　６００ＢＰは、Ａｉｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｉｎｃ．（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）より入手可能なアクリレート−酢酸ビニル−エチレンエマルションバインダーであり、膨張性化合物の弾性を向上させる。ＳＡＮＴＩＣＩＺＥＲ　１４１は、Ｍｏｎｓａｎｔｏ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）より入手可能なリン含有難燃性可塑剤である。ＨＯＳＴＡＦＬＡＭ　４６２は、テキサス州ダラスのホエシュト・セラニーズ（Ｈｏｅｓｃｈｔ　Ｃｅｌａｎｅｓｅ）より入手可能なカプセル化ポリリン酸アンモニウムである。ＢＵＤＩＴ　３７０は、ニューヨーク州ニューヨークのカムタルス・インコーポレイテッド（Ｃｏｍｅｔａｌｓ，Ｉｎｃ．）より入手可能なリン酸マグネシウムアンモニウム六水和物である。Ｍｉｃｒｏｆｉｂｅｒ　１０６／４７５は、Ｓｃｈｕｌｌｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｄｅｆｉａｎｃｅ，Ｏｈｉｏ）より入手可能なガラス繊維充填剤である。ＲＡＹＯＮ　ｍｉｎｉｆｉｂｅｒは、ＭｉｎｉＦｉｂｅｒ，Ｉｎｃ．（Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｃｉｔｙ，Ｔｅｎｎｅｓｓｅｅ）より入手可能なセルロース系繊維である。ＦＩＢＥＲＦＲＡＸ　７０００Ｍは、ニューヨーク州ナイアガラ・フォールズのカーボランダム（Ｃａｒｂｏｒｕｎｄｕｍ）より入手可能なセラミック繊維充填剤である。表ＩＩに示す組成を有する吸熱性材料の活性化温度は約１９４°Ｆ（９０℃）である。
【００５９】
赤外線遮断材料
本発明の防火マットの設計では、赤外線遮断層を含むことが望ましい場合が多い。火炎止めを移動する熱の大部分は赤外線として発生する。したがって、火炎止めが赤外線を遮断することによって、断熱、吸熱、または他の手段によって遅延させる必要がある熱の移動が最小限となる。
【００６０】
大量の赤外線を反射する赤外線遮断材料として金属箔が使用されている。これらの材料を使用する場合、火災中に溶融して火炎止めの他の成分に赤外線が到達することのないように、金属の融点を考慮する必要がある。したがって、高融点の金属が好ましい。好ましい材料の１つは、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）より入手可能なＮＥＸＴＥＬ　Ｆｌａｍｅｓｔｏｐｐｉｎｇ　Ｄｏｔ　Ｐａｐｅｒである。この材料および他のガラス質材料は赤外スペクトルの放射線の大部分を反射し、そのため赤外線遮断材として有用である。ある例では、ほとんどの火災で発生する温度よりも融点が高温であるというさらなる利点を有する。さらに、これらの可撓性／ドレープ適性は多くの金属箔よりも高い。
【００６１】
バインダー
前述したように、バインダーを本発明で使用することができる。通常バインダーはポリマー材料を含み、水性エマルション（「ラテックス」とも呼ばれる）、水溶液、非水性溶液、またはオルガノゾルの形態であってよい。用語「溶液」は、水、あるいはアセトンやトルエンなどの有機液体などの液体媒体中に溶解したポリマー材料を意味する。好適なバインダーとしては、熱可塑性または熱硬化性のいずれかとなりうるポリマー材料を挙げることができる。好ましくは、バインダーは、有意なエラストマー的性質（すなわち、順応性および伸張性などのゴム状性質）を有する。
【００６２】
「熱可塑性」材料は、一般的には長いポリマー鎖を有し、鎖を架橋させる化学結合はあったとしてもわずかである。通常は、熱可塑性材料は加熱されると軟質で成形可能となり、冷却させると元の状態に戻る。次に再度加熱すると材料は再び軟化する。熱可塑性材料の例としては、アクリレートポリマー、天然ゴム、ポリクロロプレン、スチレンブタジエンコポリマー、ブタジエンアクリロニトリルコポリマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの実質的に線状のポリマー、ならびにこれらのポリマーの組合せおよび混合物が挙げられる。これらの材料に関して使用される用語「実質的に線状」は、ポリマー鎖１つ当たりの平均で３つまたは４つ未満の分岐が好ましいことを意味し、好ましくは１または２つであり、最も好ましくは０である。
【００６３】
「熱硬化性」材料は、通常は加熱することによって架橋反応が起こって、硬化または「固化」が起こるポリマーを意味する。架橋度が十分に高い場合には、その材料は硬質で不融性で不溶解性になる傾向がある。通常、このような材料は、加熱しても永久に変化しない。２種類以上の液体成分を反応させて熱硬化性ポリマーを得ることができ、例えば、多官能性アミンと多官能性エポキシを反応させてエポキシ系を得ることができる。好適な熱硬化性材料の例としては、エポキシ、ポリウレタン、ポリイミドなどが挙げられる。さらに、好適な熱硬化性材料としては、架橋剤を添加することによって架橋可能な熱可塑性材料、例えば、天然ゴム、ポリクロロプレン、スチレンブタジエンコポリマー、ブタジエンアクリロニトリルコポリマー、およびポリブタジエンも挙げられる。
【００６４】
好ましくは、バインダーは、ラテックスの形態、すなわち水中のポリマーのコロイド状懸濁液の形態であり、急激にｐＨを変化させるか、コロイド構造のイオン電荷を乱す他の方法によって懸濁液から凝集または沈殿させることができる。より好ましくは、ラテックスは防火障壁材料の難燃性を向上させる。好適なラテックスとしては、ハロゲン化および非ハロゲン化ラテックスが挙げられる。通常、これらのラテックスは水性分散液として市販されている。好適なポリマーとしては、例えば、アクリレートおよびメタクリレートポリマーおよびコポリマー、ポリブタジエンおよびポリブタジエンアクリレート、天然ゴム、スチレンブタジエンコポリマー、ブタジエンアクリロニトリルコポリマー、ウレタンエラストマー、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン、ポリアミド、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、およびポリブタジエンが挙げられる。好ましいラテックスバインダーとしては、商品名「ＲＨＯＰＬＥＸ　ＨＡ−８」でＲｏｈｍ　ａｎｄ　Ｈａａｓ　Ｃｏ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）より市販されるアクリレートポリマー、ならびに商品名「ＡＩＲＦＬＥＸ　６００ＢＰ」でＡｉｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）より市販されるエチレン／酢酸ビニル／アクリレートターポリマーが挙げられる。
【００６５】
任意の添加剤
防火障壁材料に性能を付与したり向上させたりするために任意の添加剤を加えることができ、例えば、充填剤、顔料、難燃剤、殺真菌剤や殺菌剤などの防腐剤、および加工助剤を挙げることができる。
【００６６】
補強、剛性の調節、取り扱い性の変更、あるいは熱および加熱に曝露する前および後のいずれかにおける防火障壁材料の他の所望の特性の付与のために、充填剤を加えることができる。充填剤の例としては、ヒュームドシリカ、クレー、フライアッシュ、パーライト、バーミキュライト、ガラス粉末またはフリット、アルミン酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛、および酸化ホウ素が挙げられる。これらの耐火性材料の一部（すなわち、酸化物、ホウ酸塩、ならびにガラスおよびセラミック材料）は、防火障壁、または防火障壁材料の難燃性に寄与する場合があり、そのようなものが好ましい充填剤である。
【００６７】
製品を識別しやすくするために顔料を使用すると有用な場合がある。代表的な顔料および着色剤としては、酸化鉄、二酸化チタン（例えば、ルチル）、カーボンブラック、ならびに合成有機顔料および染料（例えば、ＦＤ＆Ｃ　Ｂｌｕｅ　＃１）が挙げられる。
【００６８】
実施例
本明細書で説明される本発明をより十分に理解できるようにするために、以下に実施例を示す。これらの実施例は単に説明を目的としており、本発明を限定するために構成されたものでは決してないことを理解されたい。
【００６９】
本発明の防火フェースプレートの防火性能を評価するため、ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９「建築構造と材料の燃焼試験のための標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｆｉｒｅ　Ｔｅｓｔｓ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」に記載の試験を実施した。図８および９を参照すると、試験実施のために使用される代表的な試験設定が示されている。この試験設定は、それぞれ前部および後部の壁板部材５２、５４、壁板部材５２、５４の間に延在する外部垂直支持間柱５６ａ、５６ｂ、内部垂直支持間柱５８ａ、５８ｂ、外部水平支持間柱６０ａ、６０ｂ、および内部水平支持間柱６２ａ、６２ｂ、ならびに上部水平枠組部材６４ａ、ならびに下部水平枠組部材６６ａで構成される壁組立体５０を含む。差し込み口６９を有するコンセントボックス６８が壁５０に取り付けられ、４×４×３インチのボックス７０と３本の導線ケーブル７２で接続される。試験設定および手順のその他の詳細は、ＡＳＴＭ試験方法ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９「建築構造と材料の燃焼試験のための標準試験方法（Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｆｉｒｅ　Ｔｅｓｔｓ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」を参照することができる。試験中、後部壁板部材５４は、矢印で示されるように熱源Ｈに曝露した。
【００７０】
実施例１
４×４×３インチのＵＬ規格の金属製電気ボックスに金属製フェースプレートを取り付けて試験を行った。Ｕ３００定格の壁組立体に木製間柱と１層の５／８インチＸ型防火定格石膏とを使用して壁を作製した。構成材料の配置は、文字Ａ、Ｂ、およびＣで示しており、これらはＡ＝１２インチ、Ｂ＝１６インチ、およびＣ＝６インチの寸法に対応している。フェースプレートには、フェースプレートの内面（すなわち電気ボックスと対面する面）の上に防火マットを組み込んだ。防火マットは、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）より入手可能なＩｎｔｅｒａｍ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ　Ｍａｔ（Ｕｌｔｒａ　ＧＳ）膨張性化合物の厚さ１／８インチの層で形成された。Ｉｎｔｅｒａｍ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ　Ｍａｔ（Ｕｌｔｒａ　ＧＳ）膨張性化合物の活性化温度は４５５°Ｆ（２３５℃）であり、密度は７０ポンド／立方フィートである。次に、ＡＳＴＭ試験方法ＡＳＴＭ　Ｅ　１１９に準拠し、上記設定を使用して電気ボックス組立体の防火性能を評価した。この電気ボックス組立体は、６０分間を超える時間で火炎および温度の定格を達成した。
【００７１】
実施例２
４×４×３インチのＵＬ規格の金属製電気ボックスに金属製フェースプレートを取り付けて試験を行った。Ｕ４００定格の壁組立体に金属製間柱と１層の５／８インチＸ型防火定格石膏とを使用して壁を作製した。構成材料の配置は、文字Ａ、Ｂ、およびＣで示しており、これらはＡ＝１２インチ、Ｂ＝２４インチ、およびＣ＝６インチの寸法に対応している。フェースプレートには、フェースプレートの内面（すなわち電気ボックスと対面する面）の上に防火マットを組み込んだ。防火マットは、表Ｉに記載の組成を有する膨張性化合物の厚さ１／８インチの層で形成された。この組成物の活性化温度は３６５°Ｆ（１８５℃）であり、密度は７０ポンド／立方フィートである。この電気ボックス組立体は、１００分間を超える時間で火炎および温度の定格を達成した。
【００７２】
実施例３
４×４×３インチのＵＬ規格の金属製電気ボックスに金属製フェースプレートを取り付けて試験を行った。Ｕ４００定格の壁組立体に金属製間柱と２層の５／８インチＸ型防火定格石膏とを使用して壁を作製した。構成材料の配置は、文字Ａ、Ｂ、およびＣで示しており、これらはＡ＝１２インチ、Ｂ＝２４インチ、およびＣ＝６インチの寸法に対応している。フェースプレートには、フェースプレートの内面（すなわち電気ボックスと対面する面）の上に防火マットを組み込んだ。防火マットは、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）より入手可能なネクステル・フレイムストッピング・ドット・ペーパ（ＮＥＸＴＥＬ　Ｆｌａｍｅｓｔｏｐｐｉｎｇ　Ｄｏｔ　Ｐａｐｅｒ）で形成されフェースプレートと隣接して配置された赤外線遮断層と、表ＩＩに記載の組成を有し赤外線遮断層と隣接して配置された厚さ１／１６インチの吸熱性材料層と、表Ｉに記載の組成を有し吸熱層と隣接して配置された厚さ１／８インチの膨張性層とを含んだ。この電気ボックス組立体は、１２０分間を超える時間で火炎および温度の定格を達成した。
【００７３】
実施例４
４×４×３インチのＵＬ規格の金属製電気ボックスにプラスチック製フェースプレートを取り付けて試験を行った。Ｕ４００定格の壁組立体に金属製間柱と２層の５／８インチＸ型防火定格石膏とを使用して壁を作製した。構成材料の配置は、文字Ａ、Ｂ、およびＣで示しており、これらはＡ＝１２インチ、Ｂ＝２４インチ、およびＣ＝６インチの寸法に対応している。フェースプレートには、フェースプレートの内面（すなわち電気ボックスと対面する面）の上に防火マットを組み込んだ。防火マットは、ＮＥＸＴＥＬ　Ｆｌａｍｅｓｔｏｐｐｉｎｇ　Ｄｏｔ　Ｐａｐｅｒで形成されフェースプレートと隣接して配置された赤外線遮断層と、表ＩＩに記載の組成を有し赤外線遮断層と隣接して配置された厚さ１／１６インチの吸熱性材料層と、吸熱層と隣接して配置された厚さ１／８インチの３Ｍ　Ｆｉｒｅ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｍｏｌｄａｂｌｅ　Ｐｕｔｔｙ層とを含んだ。この電気ボックス組立体は、１２０分間を超える時間で火炎および温度の定格を達成した。
【００７４】
実施例５
４×４×３インチのフェノール樹脂製電気ボックスに金属製フェースプレートを取り付けて試験を行った。Ｕ４００定格の壁組立体に金属製間柱と２層の５／８インチＸ型防火定格石膏とを使用して壁を作製した。構成材料の配置は、文字Ａ、Ｂ、およびＣで示しており、これらはＡ＝１２インチ、Ｂ＝２４インチ、およびＣ＝６インチの寸法に対応している。フェースプレートには、フェースプレートの内面（すなわち電気ボックスと対面する面）の上に防火マットを組み込んだ。防火マットは、ＮＥＸＴＥＬ　Ｆｌａｍｅｓｔｏｐｐｉｎｇ　Ｄｏｔ　Ｐａｐｅｒで形成されフェースプレートと隣接して配置された赤外線遮断層と、表ＩＩに記載の組成を有し赤外線遮断層と隣接して配置された厚さ１／１６インチの吸熱性材料層と、吸熱層と隣接して配置された厚さ１／８インチの３Ｍ　Ｆｉｒｅ　Ｂａｒｒｉｅｒ　Ｍｏｌｄａｂｌｅ　Ｐｕｔｔｙ層とを含んだ。この電気ボックス組立体は、１１０分間を超える時間で火炎および温度の定格を達成した。
【００７５】
以上に述べた本発明の概念から逸脱せずに種々の変更および修正を実施可能なことは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、本出願に記載の構造に限定されるのではなく、請求項の文言により記載される構成およびそれらの構成の等価物によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフェースプレート組立体を含むコンセントの分解斜視図である。
【図２】スイッチ用フェースプレートとの併用に適合した防火マットの斜視図である。
【図３】防火マットを有するフェースプレートの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施態様の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施態様の断面図である。
【図６】本発明の第４の実施態様の断面図である。
【図７】本発明の第５の実施態様の断面図である。
【図８】本発明の防火性能の評価に使用される試験設定の部分破断正面図である。
【図９】発明の防火性能の評価に使用される試験設定の上面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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