(57)【要約】  本発明は、非硬質複合シートを対象とし、この複合シートは、順に（ｉ）少なくとも１１ｇ／ｄｔｅｘの引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第一の布と、風雨を通さない第一ポリマー層とを備えた８８〜６７８ｇｓｍの面密度を有する第一構成要素を含む。（ｉｉ）耐燃性基材および無機耐火層を備えた３０〜２３７ｇｓｍの面密度を有する第二構成要素および、（ｉｉｉ）少なくとも１１ｇ／ｄｔｅｘの引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第二の布と、耐衝撃かつ耐擦傷性の第二ポリマー層とを備えた８８〜６７８ｇｓｍの面密度を有する第三構成要素、その第三構成要素の第二の布は、第二構成要素の耐火層に隣接している。
2016506314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順に
（ｉ）少なくとも１１ｇ／ｄｔｅｘの引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第一の布と、第一ポリマー層とを備えた８８〜６７８ｇｓｍの面密度を有する第一構成要素と、
（ｉｉ）基材および無機耐火層を備えた３０〜２３７ｇｓｍの面密度を有する第二構成要素と、
（ｉｉｉ）少なくとも１１ｇ／ｄｔｅｘの引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第二の布と、第二ポリマー層とを備えた８８〜６７８ｇｓｍの面密度を有する第三構成要素であって、前記第三構成要素の前記第二の布が前記第二構成要素の前記耐火層に隣接している、第三構成要素と
を含む非硬質複合シートであって、
（ａ）前記第一および第二の布の前記ヤーンが、芳香族ポリアミド、芳香族コポリアミド、ガラス繊維、または炭素繊維を含み、
（ｂ）前記第一構成要素の前記第一ポリマー層および前記第三構成要素の前記第二ポリマー層のポリマーが、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタラート、ポリアクリロニトリル、フルオロポリマー、ポリイミド、ポリケトン、ポリイミド、ポリスルホン、ポリアーレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリカーボナート、またはアイオノマーであり、
（ｃ）前記第二構成要素の前記基材が、繊維を含む不織繊維シートであり、前記繊維がガラス、アラミド、結晶性セラミック酸化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ポリアクリロニトリル、炭素、およびこれらの組合せであり、かつ
（ｄ）前記第一ポリマー層が、ＵＶ光線の少なくとも９５％を遮断する、
複合シート。
【請求項２】
複合材が、少なくとも３５０Ｎ／ｃｍの破壊強度を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項３】
前記複合シートが、ＦＡＡ試験法１４  ＣＦＲ  ２５．８５５パートＩＩＩ附録Ｆに従って試験した場合、溶落ち貫通することなく９２７℃の火炎温度に５分間耐えることができる、請求項１に記載の複合シート。
【請求項４】
前記複合シートが、ＦＡＡ試験法１４  ＣＦＲ  ２５．８５５パートＩＩＩ附録Ｆに従って試験した場合、溶落ち貫通することなく９２７℃の火炎温度に５分間耐えることができ、かつ火炎から遠く離れた前記シートの面から１０１ｍｍ離れた温度が２０４℃以下である、請求項１に記載の複合シート。
【請求項５】
前記第一または第二の布が、７０〜５０８ｇｓｍの面重量を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項６】
前記第一の布が、１０１〜１７０ｇｓｍの面重量を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項７】
前記第二の布が、１７０〜２７０ｇｓｍの面重量を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項８】
前記第一および／または第二の布の前記フィラメント状ヤーンが、３３３〜２２２２ｄｔｅｘの線密度を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項９】
前記耐火層がバーミキュライトを含む、請求項１に記載の複合シート。
【請求項１０】
前記耐火層が、１５〜５０ｇｓｍの乾燥面重量を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項１１】
前記無機耐火層が、１０％以下の含水率を有する、請求項１に記載の複合シート。
【請求項１２】
前記アイオノマーが、エチレンメタクリル酸コポリマーである、請求項１に記載のポリマー。
【請求項１３】
フレームアセンブリ、複数の側壁、天井、および床を備え、前記側壁および天井が、請求項１に記載の非硬質複合シートを含む貨物専用コンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性を有する非硬質複合シートに関する。このシートは貨物専用コンテナ、特に航空機に使用されるコンテナの壁として有用である。
【背景技術】
【０００２】
貨物専用コンテナすなわちユニタリ積荷装置（ｕｎｉｔａｒｙ  ｌｏａｄ  ｄｅｖｉｃｅ：ＵＬＤ）は、物資を運ぶための航空機、船、路上走行車、および軌道車に使用される。経済的な理由で、その運用コストを最小限に抑えながら空のコンテナの重量を減らすことが望ましい。航空貨物専用コンテナに可燃性物質を積み込むことは、航空会社および航空貨物会社にとって重大な安全性の問題を引き起こしている。発火源が貨物自体である場合に存在するコンテナが延焼を封じ込める能力への関心が増大している。このような発火源の例は、リチウムイオン電池である。したがってあり得る人的被害および貨物機器の損失を防止するために航空会社および航空貨物会社は、コンテナ内で起こり得る火災を封じ込めるための耐火性の貨物専用コンテナを求めている。今後の数年間にわたって規制基準が厳しくなることが予想される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、厳しい耐久性基準を満たすと同時に、最小限の維持作業で長い耐用年数を提供する、コンテナ内からの延焼を封じ込める高い能力を有する軽量の貨物専用コンテナを実現する必要性が存在する。
【０００４】
Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎらの米国特許第８，２９２，０２７号明細書は、順に（ａ）難燃性ポリマーの防湿バリア、（ｂ）無機小板（ｐｌａｔｅｌｅｔ）層、および（ｃ）難燃熱可塑性フィルム層を備えた複合積層体について述べている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、順に
（ｉ）少なくとも１１ｇ／ｄｔｅｘの引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第一の布と、ＵＶおよび風雨を通さない第一ポリマー層とを備えた８８〜６７８ｇｓｍの面密度を有する第一構成要素と、
（ｉｉ）耐火性基材および無機耐火層を備えた３０〜２３７ｇｓｍの面密度を有する第二構成要素と、
（ｉｉｉ）少なくとも１１ｇ／ｄｔｅｘの引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第二の布と、耐衝撃かつ耐擦傷性の第二ポリマー層とを備えた８８〜６７８ｇｓｍの面密度を有する第三構成要素であって、この第三構成要素の第二の布は、第二構成要素の耐火層に隣接している、第三構成要素と
を含む非硬質複合シートを対象とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】貨物専用コンテナの斜視図を示す。
【図１Ｂ】貨物専用コンテナの斜視図を示す。
【図２Ａ】本発明の非硬質複合シートの実施形態の断面を示す。
【図２Ｂ】本発明の非硬質複合シートの実施形態の断面を示す。
【図２Ｃ】本発明の非硬質複合シートの実施形態の断面を示す。
【図２Ｄ】本発明の非硬質複合シートの実施形態の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１Ａは１０において、フレームアセンブリ１１と、側壁１２ａおよび１２ｂと、頂部１３とを備えた、貨物専用コンテナ内の火災の影響を封じ込めるための航空機、航洋船などに適した耐火性貨物専用コンテナの斜視図を示す。図２Ｂは、フレームアセンブリ１１と、複数の側壁１２ａ〜１２ｄと、頂部１３と、底面１４とを備えたコンテナを示す。これら側壁および天井は、非硬質耐火性複合シートを含む。
【０００８】
非硬質耐火性複合シート
図２Ａは２０において、順に第一構成要素２１、第二構成要素２２、および第三構成要素２３を含む非硬質耐火性複合シートの断面を全体として示す。このシートは、第三構成要素が貨物に面した最も内側の構成要素３１であり、かつ第一構成要素が貨物から見て外方に向いた最も外側の構成要素３０であるように貨物専用コンテナのフレーム間に配置される。
【０００９】
好ましくは複合シートは、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３９／Ｄ３０３９Ｍ−０８に従って試験した場合、少なくとも３５０Ｎ／ｃｍ（２００ポンド／インチ）の破壊強度を有する。幾つかの実施形態では複合シートは、少なくとも５２５Ｎ／ｃｍ（３００ポンド／インチ）の破壊強度か、または少なくとも７００Ｎ／ｃｍ（４００ポンド／インチ）の破壊強度さえ有する。この複合シートの幾つかの実施形態は、９２７℃±３８℃（１７００oＦ±１００oＦ）の温度を有する直火に対する貫通抵抗性を与える。この規格はまた、ＦＡＡ試験法１４  ＣＦＲ  ２５．８５５パートＩＩＩ附録Ｆ―貨物室ライナー（天井位置）の火炎貫通抵抗を求めるための試験方法（Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔｏ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ  Ｆｌａｍｅ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｃａｒｇｏ  Ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ  Ｌｉｎｅｒ（ｃｅｉｌｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ））に従って試験した場合、火炎源に接触させてから５分以内に試験片に火炎が貫通せず、かつ水平試験試料の上面から１０１．６ｍｍ（４インチ）上方で測定されるピーク温度が２０４℃（４００oＦ）以下であることを要求する。
【００１０】
複合シートは、最終製品の寿命全体にわたってその信頼性および耐久性を損なうことなく−５０℃〜＋８０℃の温度範囲の曝露に耐えることができることが好ましい。
【００１１】
幾つかの実施形態では第一、第二、および第三構成要素は、接着剤または熱ラミネーションなどの手段によって互いに接合されていてもよい。
【００１２】
第一構成要素
第一構成要素２１は、８８〜６７８ｇｓｍ（２．６〜２０オンス／平方ヤード）の面密度を有し、かつ少なくとも１１グラム／ｄｔｅｘ（１０グラム／デニール）の引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第一の布２５と第一ポリマー層２４とを含み、そのポリマー層は複合シートの最も外側の層である。ポリマー層は、液体による物理的および化学的な両方の攻撃および透過に対する耐薬品および耐環境（すなわち風雨およびＵＶ）性を与える。
【００１３】
耐薬品および耐環境／天候性とは、そのポリマー層が、過度に劣化することなしに風、雨、一般的な工業地帯に見出される酸性かつ／または油性残留物などの汚染物質、および日光曝露の影響に耐える能力を意味する。好ましくはポリマー層は、炭化水素、化学薬品、オゾン、細菌、真菌、および水分、ならびに一般に商用航空機の運用および維持と関連のあるスキンオイルとの化学反応または溶解作用による損傷に抵抗する高い能力を有する。
【００１４】
耐ＵＶ性とは、紫外線に曝された場合に、ポリマー層がその可撓性および機械的性質（すなわち脆性）を過度に劣化させることなくその外観および物理的に完全な状態を保持することを意味する。好ましくはポリマー層は、ＵＶ光線の少なくとも９５％、より好ましくはＵＶ光線の少なくとも９８％、最も好ましくは１００％を遮断する。この第一のポリマーフィルムのＵＶ不浸透性は、そのポリマー材料に添加剤を含ませることによってさらに緩和することができる。そのような添加剤の例には、充填剤、着色剤、安定剤、および滑沢剤が挙げられる。第一の布と接していないその第一ポリマー層の外面は、ＵＶ遮断材料でコーティングまたは処理されていてもよい。
【００１５】
紫外線（ＵＶ）は、可視光スペクトルの上端にある目に見えない放射線の帯域である。１０〜４００ｎｍの範囲の波長において紫外線（ＵＶ）は可視光の終点で始まり、Ｘ線の開始部で終わる。複合シートの紫外線への主要な曝露は日光であるため、最も重要なＵＶ抵抗性は低い側の周波数、低い側の波長の光線に対するものである。
【００１６】
好ましくは外側のポリマー層は、ヒトの皮膚に接する製品にとって理想的な柔らかく非塑性的な感触を有し、かつ広い温度範囲にわたり、−５０℃（−６０oＦ）もの低い温度においてさえ、製品の寿命全体にわたってその靱性および可撓性を維持する。
【００１７】
幾つかの実施形態では第一ポリマー層の外面、すなわち第一の布と接していない表面は、ＡＳＴＭ  Ｄ２７２４−０７（２０１１）ｅ１  接合、融合、および積層アパレル布の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｂｏｎｄｅｄ，Ｆｕｓｅｄ，ａｎｄ  Ｌａｍｉｎａｔｅｄ  Ａｐｐａｒｅｌ  Ｆａｂｒｉｃｓ）に従って測定した場合、２６３Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）以下、より好ましくは４３８Ｎ／ｍ（２．５ポンド／インチ）以下の剥離値（ｒｅｌｅａｓｅ  ｖａｌｕｅ）を有する。これは、洗浄、ラベル除去などを容易にする。
【００１８】
幾つかの実施形態では第一の布層は、接着剤、熱接着などの手段によって、またはファスナーによって第一ポリマー層に接合することができる。
【００１９】
幾つかの実施形態では第一の布と第一ポリマー層の接着強さは、少なくとも２６３Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）である。別の実施形態では第一の布と第一ポリマー層の接着強さは、少なくとも４３８Ｎ／ｍ（２．５ポンド／インチ）であるか、または少なくとも８７６Ｎ／ｍ（５ポンド／インチ）でさえある。
【００２０】
接着剤層は、熱可塑性または熱硬化性樹脂であることができる。熱硬化性樹脂には、エポキシ、エポキシノボラック、フェノール系、ポリウレタン、およびポリイミドが挙げられる。熱可塑性樹脂には、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルスルホン、およびポリオレフィンが挙げられる。熱可塑性樹脂が好ましい。
【００２１】
好ましくは接着剤は、難燃剤成分を４０重量％まで含有していてもよい。好適な難燃剤成分には、三酸化アンチモンと、テトラ臭素化ビスフェノールＡ、ポリ臭素化ビフェニル、ペンタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、オクタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、デカ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、およびヘキサブロモシクロドデカンを含めたハロゲン化難燃剤とが挙げられる。リン含有難燃剤もまた広く使用される。
【００２２】
好ましくは接着剤層は、ＵＶ光線の少なくとも９５％、より好ましくはＵＶ光線の少なくとも９８％、最も好ましくは１００％を遮断する。接着剤はさらに、充填剤、着色剤、安定剤、および他の性能増強添加剤を含むことができる。
【００２３】
接着剤は、７５〜２００℃の範囲の温度で活性化できなければならない。幾つかの実施形態ではその活性化範囲は１２０〜１４０℃である。本発明者らによれば、活性化とは、熱硬化性樹脂の場合、その樹脂が所定の温度範囲内で硬化し、ポリマー層および布と接合しなければならないことを指す。熱可塑性樹脂の場合、活性化とはその樹脂がポリマー層および布と接合するのに足りるほど十分に軟化し流動することを意味する。第一ポリマー層と第一の布の接着剤結合は、少なくとも２６３Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）である。幾つかの実施形態では第一ポリマー層と第一の布の接着剤結合は、少なくとも４３８Ｎ／ｍ（２．５ポンド／インチ）であるか、または８７６Ｎ／ｍ（５ポンド／インチ）でさえある。
【００２４】
第二構成要素
第二構成要素は、３０〜２３７ｇｓｍ（０．９〜７オンス／平方ヤード）の面密度を有し、かつ耐火性基材２６および無機耐火層２７を備える。幾つかの実施形態では、図２Ａに示すように第二構成要素の基材２６は、第一構成要素の第一の布２５に隣接している。他の実施形態では、図２Ｃに示すように第二構成要素の基材２６は、第三構成要素の第二の布２８に隣接している。好ましくは基材は、４０〜７０重量％のアラミド繊維および３０〜６０重量％の高分子バインダーを含む紙である。この紙は、
（ｉ）第一方向において少なくとも１２２５Ｎ／ｍ（７ポンド／インチ）、また第二方向において少なくとも５２５Ｎ／ｍ（３ポンド／インチ）の乾燥引張強さ（ただし第二方向は第一方向に対して直角である）を有し、
（ｉｉ）０．０２５〜０．１７５ｍｍの厚さを有し、かつ
（ｉｉｉ）２０〜７０ｇｓｍの坪量を有する。
【００２５】
一実施形態では紙基材は、４０〜７０重量％のアラミド繊維および３０〜６０重量％のバインダーを含む。別の実施形態では基材は、４０〜５５重量％のアラミド繊維および４５〜６０重量％のバインダーを含む。幾つかの他の実施形態では基材は、４０〜９０重量％のアラミド繊維および１０〜６０重量％のバインダーを含む。さらに別の実施形態では基材は、４０〜６０重量％のアラミド繊維および４０〜６０重量％のバインダーを含む。好ましいバインダーはメタ−アラミドである。
【００２６】
本発明で使用される紙基材の厚さは、その積層体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および可能な最低重量を与えるために、一般に１〜７ミル（０．０２５〜０．１７５ｍｍ）の厚さか、または３〜７ミル（０．０７５〜０．１７５ｍｍ）の厚さでさえある。基材の厚さは、４〜６ミル（０．１００〜０．１５０ｍｍ）でさえあることができる。１ミル未満の基材の厚さは、特に水を染み込ませた場合、望ましくない特徴、例えばより弱くかつ寸法安定性に欠ける第二構成要素を生じさせることになる。７ミルを超える厚さを有する基材は、望ましくない重量および剛性を加えることになる。
【００２７】
幾つかの実施形態では紙基材の坪量は、１７〜１７０ｇｓｍ（０．５〜５．０オンス／平方ヤード）または２７〜４７ｇｓｍ（０．８〜１．４オンス／平方ヤード）である。
【００２８】
紙基材は、第一方向において少なくとも７ポンド／インチ、また第二方向において少なくとも３ポンド／インチの乾燥引張強さを有する。ただし第二方向は第一方向に対して直角である。本発明者らによれば、乾燥引張強さとは周囲温度および湿度、一般には相対湿度４８〜５２％、２２〜２４℃においてコンディショニングされた紙の引張強さを指す。ＴＡＰＰＩ  Ｔ−４０２  ｓｐ−０８は、紙、厚紙、およびパルプ製品の周囲条件を規定する規格の例である。第一方向における少なくとも７ポンド／インチの乾燥引張強さは、コーティングされたウェブの後続の工程段階中の適切な取扱いを保証するために、具体的には巻取の間のきつく巻かれたロールの形成を確実にしてロールの弛みおよびテレスコーピングを防止するために必要である。
【００２９】
幾つかの実施形態では紙基材は、第一方向において少なくとも１０ポンド／インチ、また第二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する。
【００３０】
第二構成要素の製造を促進するために、好ましくは、
（ｉ）その紙基材は親水性である。この特徴は乾燥工程を促進する。耐熱塗料分散液由来の水の大部分が基材によって吸収されるため、これは無機耐火層中のブリスターなどの乾燥欠陥を防止するだけでなく、耐火層のより効率的な乾燥および形成を可能にする。
（ｉｉ）その紙基材は、６００ガーレー透気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）以下の通気度を有する。６００ガーレー透気抵抗度を超える通気度は、コーティングされた紙の乾燥工程に悪影響を与えることになる。幾つかの実施形態では紙は、２５０〜３５０ガーレー透気抵抗度（秒／１００ｃｃ、２０オンスシリンダー）の通気度を有する。
（ｉｉｉ）その紙基材は、第一方向において少なくとも５２５Ｎ／ｍ（３ポンド／インチ）、また第二方向において少なくとも３５０Ｎ／ｍ（２ポンド／インチ）の湿潤引張強さを有する。ただし第二方向は第一方向に対して直角である。別の実施形態では紙は、第一方向において少なくとも８７５Ｎ／ｍ（５ポンド／インチ）、また第二方向において少なくとも３５０Ｎ／ｍ（２ポンド／インチ）の湿潤引張強さを有する。ただし第二方向は第一方向に対して直角である。好ましい実施形態ではこの第一方向は、紙の平面内の長さ方向、すなわち紙のロール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。第二方向は、横方向として知られることもある。本発明者らによれば、湿潤引張強さとは、水を染み込ませた後の紙の引張強さを指す。湿潤引張強さが第一方向において５２５Ｎ／ｍ（３ポンド／インチ）未満の場合、紙に重量が掛かり、紙に張力が加わるために塗布工程の間のシートの頻繁な切断の高いリスクがある。
（ｉｖ）その紙基材は、耐火層と接している表面で２５０シェフィールド単位以上の表面平滑度を有する。平滑度は紙の表面の凹凸に関係している。それは、粗さ、水平度、および圧縮性を考慮した試験条件下での表面の平坦性である。この試験は、紙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で支えられた）と、上部から試料に押し付けられる２個の与圧された同心環状ランドとの間の気流の測定値である。このような手順は、ＴＡＰＰＩ  Ｔ−５３８  ｏｍ−０８に記載されている。幾つかの実施形態では基材は、少なくとも一方の面において３００〜４００シェフィールド単位の表面平滑度を有する。また、
（ｖ）その紙基材は、０．２５〜０．６ｇ／ｃｃもしくは０．２５〜０．４５ｇ／ｃｃの密度か、または０．３０〜０．４０ｇ／ｃｃの密度さえも有する。０．２５ｇ／ｃｃ未満の基材密度は、望ましくない特徴、例えば弱く、フワフワした、過度な解放構造を生じさせることになる。３０重量％を超える高分子バインダーを有する紙の場合、０．６ｇ／ｃｃを超える基材密度は過度の緻密化を必要とすることになり、その緻密化は、緻密化される紙の表面特性（すなわちより高い平滑度）と通気度の両方を変えることになる。緻密化された基材の高い表面平滑度は、潜在的により低い剥離値をもたらすことになり、無機耐火層の切断のリスクを伴う緻密化された基材からの耐火層の剥れにつながる。通気度が低いほどコーティングされた紙の乾燥工程を遅らせることになる。
【００３１】
紙のアラミド繊維は、メタ−アラミド、パラ−アラミド、またはこれら２種類の組合せであることができる。
【００３２】
アラミド繊維の高温特性は、基材を１５０℃の温度に少なくとも１０分間曝される可能性のある加工段階の間の紙基材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分間曝した場合に紙の寸法が変化しないことを保証する。
【００３３】
この紙のアラミド繊維は、フロック、パルプ、またはそれらの組合せの形態であることができる。本明細書中で使用されるアラミドという用語は、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２個の芳香環に直接に結合しているポリアミドを意味する。添加物をアラミドと共に使用することができる。実際には、重量を基準にして１０％程度までの他の高分子材料をアラミドにブレンドすることができること、またはアラミドのジアミンを１０％程度の他のジアミンで置き換えた、もしくはアラミドの二酸塩化物を１０％程度の他の二酸塩化物で置き換えたコポリマーを使用することができることが分かっている。
【００３４】
フロックは一般に、連続紡糸したフィラメントを特定の長さの片に切断することによって製造される。フロック長が２ミリメートル未満の場合、一般に短すぎて紙に適切な強度を与えることができず、またフロック長が２５ミリメートルを超える場合、均一な湿式ウェブを形成することがきわめて困難である。５マイクロメートル未満、特に３マイクロメートル未満の直径を有するフロックは、適切な断面均一性および再現性をもって生産することが困難であり、またフロック径が２０マイクロメートルを超える場合、軽〜中坪量の均一な紙を形成することがきわめて困難である。
【００３５】
本明細書中で使用される用語「パルプ」とは、茎を有し、フィブリルがそこから全体に広がっている繊維状材料の粒子を意味する。茎は、一般に柱状で、直径が１０〜５０マイクロメートルである。またフィブリルは、この茎の全体にわたって付着している細い毛髪様の構成部材であり、直径がわずか１マイクロメートルまたは数マイクロメートル、長さが１０〜１００マイクロメートルである。アラミド繊維フロックは、炭素繊維フロックに似た長さのものである。メタおよびパラアラミド繊維の両方とも適しており、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ（ＤｕＰｏｎｔ）から商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）およびＮｏｍｅｘ（登録商標）で、またＴｅｉｊｉｎ  Ｔｗａｒｏｎ，Ｃｏｎｙｅｒｓ，ＧＡから商品名Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）で入手できる。
【００３６】
好ましいパルプ材料はｐ−アラミドである。しかしながら、ｐ−アラミドと他の合成または天然繊維、例えば液晶ポリエステル、ポリアレーンアゾール、メタ−アラミド、およびセルロースとのブレンドも利用することができる。アラミドパルプの製造方法の一例は、Ｈａｉｎｅｓらの米国特許第５，０８４，１３６号明細書に開示されている。
【００３７】
本発明の紙には高分子バインダーとして様々な熱硬化性および熱可塑性樹脂を使用することができる。それらの樹脂は、フィブリド、フレーク、粉末、およびフロックの形態で供給することができる。本明細書中で使用される用語「フィブリド」とは、非常に細かく分割されたポリマー製品の小さな薄膜状の本質的に二次元の粒子を意味し、１００〜１０００マイクロメートルの長さおよび幅と、０．１〜１マイクロメートルの厚さを有することが知られている。好ましいバインダー樹脂の種類は、アラミド、ポリイミド、フェノール系、およびエポキシである。しかしながら他の種類の樹脂もまた使用することができる。
【００３８】
フィブリドは、一般にはポリマー溶液を、その溶液の溶媒と混和しない液体の凝固浴中に流入させることによって製造される。ポリマー溶液の流れを、ポリマーが凝固するにつれて激しいせん断力および乱流に曝す。本発明のフィブリド材料は、メタもしくはパラ−アラミド、またはこれらのブレンドから選択することができる。より好ましくはフィブリドはメタ−アラミドである。
【００３９】
紙は無機粒子、例えば雲母、バーミキュライト、セラミック繊維、およびこれらのブレンド物を含むことができる。アルミナ−ケイ酸塩繊維は、セラミック繊維の一例である。例えばＮｏｍｅｘ（登録商標）４１８およびＮｏｍｅｘ（登録商標）４１９は、ｍ−アラミド繊維と雲母のブレンド物を含むＤｕＰｏｎｔから入手できる紙であり、その雲母は約５０重量％の量で存在する。これらの性能増強添加剤の添加は、紙および複合シートに、耐火性、熱伝導性、寸法安定性の向上などの特性を与えることになる。
【００４０】
フィブリドとフロックの組合せの具体的な例には、ｍ−アラミドフィブリドとｍ−アラミドフロックの組合せ、ｍ−アラミドフィブリドとｐ−アラミドフロックの組合せ、ｍ−アラミドフィブリドと、ｐ−アラミドフロックおよびポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フロックのブレンドとの組合せ、ｐ−アラミドフィブリドとｐ−アラミドフロックの組合せ、およびｐ−アラミドパルプを含むｐ−アラミドフィブリドとｐ−アラミドフロックとの組合せが挙げられる。
【００４１】
一つの好ましい実施形態では繊維とフィブリドの形態の高分子バインダーとを一緒にしてスラリーにして混合物を形成させることができる。この混合物は、ワイヤスクリーンまたはベルト上で紙に変えられる。アラミド繊維およびアラミドフィブリドから紙を形成するための方法の実例については、Ｔｏｋａｒｓｋｙの米国特許第４，６９８，２６７号明細書および同第４，７２９，９２１号明細書、Ｈｅｓｌｅｒらの米国特許第５，０２６，４５６号明細書、Ｋｉｒａｙｏｇｌｕらの米国特許第５，２２３，０９４号明細書および同第５，３１４，７４２号明細書が参照される。
【００４２】
紙が形成されたら、それをカレンダー加工して所望の空隙率／見掛け密度にすることができる。
【００４３】
基材の別の形態には繊維を含む不織繊維シートが挙げられ、その繊維はガラス、アラミド、結晶性セラミック酸化物（石英を含めた）、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ポリアクリロニトリル、炭素、およびこれらの組合せである。
【００４４】
幾つかの実施形態では、図２Ｂおよび２Ｄに示すように第二構成要素は、耐火層２７と接して保護ポリマー層３２を備えることができる。そのような保護ポリマー層は、製造、取付け、および使用の間の耐火層に機械的な補強および保護を与える。好ましい実施形態では保護ポリマー層は、自立型フィルムの形態である。
【００４５】
幾つかの実施形態では保護ポリマー層３２は、接着剤または熱接着などの手段によって耐火層２７に接合することができる。幾つかの実施形態では保護ポリマー層と耐火層の接着強さは、少なくとも４４Ｎ／ｍ（０．２５ポンド／インチ）である。別の実施形態では保護ポリマー層と耐火層の接着強さは、少なくとも１４０Ｎ／ｍ（０．８ポンド／インチ）であるか、または少なくとも２６２Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）でさえある。
【００４６】
保護ポリマー層３２は、少なくとも２００℃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。ポリマー層は、熱硬化性または熱可塑性材料であることができる。熱可塑性の層が好ましい。
【００４７】
好ましくは保護ポリマー層３２は、ＵＬ  ９４燃焼性分類のＶ−０を有するべきである。ＵＬ  ９４燃焼性分類は、保険会社研究所の試験である機器の部品に使用されるプラスチック材料の燃焼性基準（Ｔｈｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｆｏｒ  Ｐａｒｔｓ  ｉｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ）であり、これは、試験片に着火すると消火するか、または延焼するかのどちらかの材料の傾向を測定する。Ｖ−０は、材料を垂直位で試験し、発火源を取り除いてから１０秒以内に自己消化することを指す。
【００４８】
好ましくは保護層は、４〜３０マイクロメートルの範囲の厚さを有する。より好ましくはその厚さの範囲は５〜１５マイクロメートル、また最も好ましくは５〜７マイクロメートルの範囲にあるべきである。この層はさらに、積層体に機械的強度および剛性を与える。
【００４９】
保護層にとって好適な材料には、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が挙げられる。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、本発明に使用される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ジン（ＰＶＤＦ）は、フルオロポリマーの例である。好適なフルオロポリマーは、ＤｕＰｏｎｔから商品名Ｔｅｄｌａｒで入手できる。ポリアリラートは、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、第二の高分子材料をコーティングすることができる。例えば、ポリイミドフィルムＫａｐｔｏｎ（登録商標）はフッ化エチレンプロピレンＦＥＰを塗布し、本発明で使用することができる。
【００５０】
保護層３２の表面は、接着を向上させるために接着剤などの別の基材で処理されていてもよい。好適な表面処理法には、これらに限定されないがコロナエッチングと、カップリング剤、例えばアンモニウム、ホスホニウム、またはスルホニウム塩による洗浄とが挙げられる。保護層を接着剤により耐火層２７および布層２８に接合する場合、その接着剤は熱可塑性または熱硬化性樹脂であることができる。熱硬化性樹脂には、エポキシ、エポキシノボラック、フェノール系、ポリウレタン、およびポリイミドが挙げられる。熱可塑性樹脂には、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルスルホン、およびポリオレフィンが挙げられる。熱可塑性樹脂が好ましい。
【００５１】
延焼事象の間の無機耐火層上での保護ポリマー層の収縮、または融解、または分解によって加えられる機械的応力による起こり得る損傷を防ぐためには複合積層体の層間接着が火炎曝露の早い段階で弱まり（すなわち、剥離または融解または軟化し）、こうして複合積層体の内部剥離を生じさせることが好ましい。すなわち耐火層の保護フィルムからの層間剥離は、保護フィルムが分解し始める前に起こることになる。熱可塑性接着剤の比較的低い活性化温度のため、それらが有効な層間剥離を容易にすることになることから、熱可塑性接着剤は熱硬化性接着剤に勝る好ましい選択である。
【００５２】
保護層を耐火層に接合させるために使用される接着剤層は、難燃剤成分を４０重量％まで含有していてもよい。好適な難燃剤成分には、三酸化アンチモンと、テトラ臭素化ビスフェノールＡ、ポリ臭素化ビフェニル、ペンタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、オクタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、デカ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、およびヘキサブロモシクロドデカンを含めたハロゲン化難燃剤とが挙げられる。リン含有難燃剤もまた、広く使用される。
【００５３】
好ましくは接着剤は７５〜２００℃の範囲の温度で活性化できるべきである。幾つかの実施形態ではその活性化範囲は１２０〜１４０℃である。本発明者らによれば、活性化とは熱硬化性樹脂の場合、その樹脂が所定の温度範囲内でポリマー層および布と接着しなければならないことを指す。熱可塑性樹脂の場合、活性化とはその樹脂がポリマー層および布と接合するのに足りるほど十分に軟化し流動することを意味する。
【００５４】
無機耐火層
図１に１２として示す無機耐火層は、基材の少なくとも一方の面に隣接している。好ましくは耐火層は１５〜５０ｇｓｍの乾燥面重量か、または２０〜３５ｇｓｍの乾燥面重量さえ有する。好ましくは耐火層は、１０重量％以下、より好ましくは３重量％以下の残留含水率を有する。
【００５５】
耐火層は小板を含む。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％、最も好ましくは少なくとも９５％が小板を含む。幾つかの実施形態では小板が層の１００％を構成する。耐火層は、製造の間の小板分散液の不完全乾燥から生じる多少の残留分散剤を含んでもよい。
【００５６】
耐火層は７．０〜７６マイクロメートル、より好ましくは７．０〜５０マイクロメートルの厚さを有する。好ましくはその層は、ＵＬ  ９４燃焼性分類のＶ−０を有する。隣接する小板が重なっている耐火層の機能は、火炎および高温ガス不透性バリアを提供することである。無機小板は、モンモリロナイトなどのクレー、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。好ましくはその無機酸化物の小板は、約６００℃において、より好ましくは約８００℃において、最も好ましくは約１０００℃において安定である（すなわち燃焼、融解、または分解しない）。バーミキュライトは、耐火層にとって好ましい小板材料である。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た（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、および残分の一般にＫ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎａ、およびＢａの酸化物を含む。「剥落」バーミキュライトは、化学的にまたは熱で処理して結晶の層を膨張、分離させたバーミキュライトを指す。これは高いアスペクト比のバーミキュライト小板をもたらす。好適なバーミキュライト材料は、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから商品名ＭｉｃｒｏＬｉｔｅ  ９６３およびＭｉｃｒｏＬｉｔｅ  ９６３ＨＳで入手できる。
【００５７】
個々の小板の厚さは、一般に約５オングストローム〜約５０００オングストローム、より好ましくは１０オングストローム〜約４２００オングストロームの範囲にある。小板の最大幅の平均値は、一般に約１０，０００オングストローム〜約３０，０００オングストロームの範囲にある。個々の小板のアスペクト比は、一般に１００〜２０，０００の範囲にある。
【００５８】
好ましくは小板は、１５〜２５マイクロメートルの平均直径を有する。幾つかの他の実施形態では小板は、１８〜２３マイクロメートルの平均直径を有する。
【００５９】
好ましい実施形態では耐火層はさらに、０．２５〜２Ｎ陽イオン濃度の陽イオンに富む水性溶液に１０〜５０℃の温度で接触させることにより生じる陽イオンを含む。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体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の耐火層に高い安定性を与える。
【００６０】
本発明の幾つかの実施形態では無機小板層は、その層に追加の機械的強度を与えるように単一層の小板層上に置かれた、または２層の小板の層間に配置された軽量の目の粗い織物スクリムによって補強することができる。スクリムは、天然、有機、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、織布または編布構造であることができ、一般的な面重量は４０グラム／平方メートル以下である。
【００６１】
好ましくは耐火層は連続的である。連続的とは、層を途切れることなくロール上に巻き付けることができることを意味する。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接合を高めるために穿孔される。穿孔の程度は経験によって決められる。好ましくは火炎バリア特性が損なわれることを防ぐために個々の穿孔は最大寸法が２ミリメートルを超えるべきでない。好ましい実施形態では個々の穿孔は、少なくとも１０ミリメートルの間隔を開けられるべきである。穿孔の形状は重要ではない。好適な穿孔には、円形、正方形、長方形、楕円形、および山形が挙げられる。
【００６２】
耐火層と紙の表面の接着強さは、少なくとも４３Ｎ／ｍ（０．２５ポンド／インチ）、好ましくは少なくとも１４Ｎ／ｍ（０．８ポンド／インチ）である。接着強さが４３Ｎ／ｍ（０．２５ポンド／インチ）の場合、無機耐火層が基材から剥れる恐れがあり、それは耐火層の切断のリスクを有する。少なくとも１４０Ｎ／ｍ（０．８ポンド／インチ）の接着強さは、無機耐火層が、後続の工程段階の間に、またはいったん使用が開始された場合に意図する用途の寿命の間に基材から分離しないことを保証する。接着強さは、剥離値と呼ばれることもある。この場合、それは紙の表面と、紙に塗布された膨張性塗料の間の剥離値である。
【００６３】
第三構成要素
第三構成要素２３は、８８〜６７８ｇｓｍ（２．６〜２０オンス／平方ヤード）の面密度を有し、かつ少なくとも１１グラム／ｄｔｅｘ（１０グラム／デニール）の引張強さを有するフィラメント状ヤーンの第二の布２８と、第二ポリマー層２９とを含み、この第三構成要素の第二の布は、第二構成要素の耐火層に隣接している。第二ポリマー層は複合シートの最も内側の層である。第二ポリマー層は、高い摩耗／擦傷および穿刺抵抗性、衝撃靱性の向上だけでなく、物理的酷使、化学薬品による接触攻撃、および液体による浸透に対する高い抵抗性を与える。
【００６４】
好ましくは第二ポリマー層は、広い温度範囲にわたり、（−５０℃（−６０oＦ））程度の低い温度においてさえ、その最終製品の寿命にわたってその靱性および可撓性を維持する。
【００６５】
幾つかの実施形態では第二の布の層は、接着剤、熱接着などの手段によって、またはファスナーによって第二ポリマー層に接合させることができる。
【００６６】
接着剤を使用する場合、その接着剤層は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であることができる。熱硬化性樹脂には、エポキシ、エポキシノボラック、フェノール系、ポリウレタン、およびポリイミドが挙げられる。熱可塑性樹脂には、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルスルホン、およびポリオレフィンが挙げられる。熱可塑性樹脂が好ましい。接着剤は、難燃剤成分を４０重量％まで含有していてもよい。好適な難燃剤成分には、三酸化アンチモンと、テトラ臭素化ビスフェノールＡ、ポリ臭素化ビフェニル、ペンタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、オクタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、デカ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、およびヘキサブロモシクロドデカンを含めたハロゲン化難燃剤とが挙げられる。リン含有難燃剤もまた広く使用される。
【００６７】
接着剤は、７５〜２００℃の範囲の温度で活性化できなければならない。幾つかの実施形態ではその活性化範囲は１２０〜１４０℃である。本発明者らによれば、活性化とは熱硬化性樹脂の場合、その樹脂が所定の温度範囲内にポリマー層および布と接合しなければならないことを意味する。熱可塑性樹脂の場合、活性化はその樹脂がポリマー層および布と接合するのに足りるほど十分に軟化し流動することを意味する。第二ポリマー層と第二の布の接着剤結合は、少なくとも２６３Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）である。幾つかの実施形態では第二ポリマー層と第二の布の接着剤結合は、少なくとも３１５Ｎ／ｍ（１．８ポンド／インチ）であるか、または８７６Ｎ／ｍ（５ポンド／インチ）でさえある。
【００６８】
幾つかの実施形態では第二の布２８と第二ポリマー層２９の接着剤結合は、少なくとも２６３Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）である。別の実施形態では第二の布と第二ポリマー層の接着剤結合は、少なくとも３１５Ｎ／ｍ（１．８ポンド／インチ）である。
【００６９】
幾つかの実施形態では第二の布は、セラミックなどの無機塗料で片面または両面を処理されていてもよい。
【００７０】
第一および第二の布
幾つかの実施形態では第一または第二の布は、７０〜５０８ｇｓｍ（２．１〜１５オンス／平方ヤード）の面重量を有する。幾つかの他の実施形態では布の面重量は、１０１〜３７３ｇｓｍ（３〜１１オンス／平方ヤード）である。幾つかの実施形態では第一の布は、１０１〜１７０ｇｓｍ（３〜５オンス／平方ヤード）の面重量を有する。幾つかの実施形態では第二の布は、１７０〜２７０ｇｓｍ（５〜８オンス／平方ヤード）の面重量を有する。
【００７１】
第一および第二の布は、織布でも不織布でもよい。典型的な織布の様式は、平織、斜子織、レノ綾織、または朱子織である。一実施形態では第一の布は、経および緯の両方向に１１エンド／ｃｍ（２８エンド／インチ）の量の５５５ｄｔｅｘ（５００デニール）ＫＭ２＋  ｐ−アラミドヤーンを含む平織布である。別の実施形態では第二の布は、経および緯の両方向に９．４エンド／ｃｍ（２４エンド／インチ）の量の１１１１ｄｔｅｘ（１０００デニール）ＫＭ２  ｐ−アラミドヤーンを含む平織布である。
【００７２】
強靭なポリマーフィルムと組み合わせた細デニールヤーンの布は、その非硬質複合シートの耐穿刺性、したがって全体的耐久性の著しい向上をもたらす。
【００７３】
不織布には、フィラメントが、ランダム配向の状態に配置されている布、または一方向のみに整列しているフィラメントを含む布が含まれる。この後者の型の布は、ノンクリンプまたは一方向不織布としても知られる。
【００７４】
幾つかの実施形態では第一および／または第二の布は、製織後に精練またはヒートクリーニングされる。このような工程は、製織工程由来の油などの汚染物質を除去するために繊維工業においてよく知られている。
【００７５】
好ましくは第一および第二の布のフィラメント状のヤーンは、芳香族ポリアミドまたは芳香族コポリアミドを含む。ガラス繊維および炭素繊維、特にポリアクリロニトリルから作られる炭素繊維もまた使用することができる。
【００７６】
布２５および２８は、複数本のフィラメントを有するマルチフィラメントヤーンから作られる。ヤーンは、絡み合わせ、かつ／または撚り合わせることができる。本明細書の目的では用語「フィラメント」は、長さと、その長さに直角にその断面積を横切る幅との高い比を有する比較的可撓性の肉眼的な均一体として定義される。フィラメント断面はどのような形状であってもよいが、一般には円形または豆に似た形である。本明細書において用語「繊維」は、用語「フィラメント」と区別なく使用され、また用語「エンド」は、用語「ヤーン」と区別なく使用される。
【００７７】
フィラメントは任意の長さであることができる。好ましくはフィラメントは連続的である。ボビン上にパッケージの状態に紡糸されたマルチフィラメントヤーンは、複数本の連続フィラメントを含有する。マルチフィラメントヤーンを切断してステープルファイバーにし、本発明に使用するのに適した紡績糸（ｓｐｕｎ  ｓｔａｐｌｅ  ｙａｒｎ）にすることができる。ステープルファイバーは、約１．５〜約５インチ（約３．８ｃｍ〜約１２．７ｃｍ）の長さを有することができる。ステープルファイバーは、まっすぐ（すなわち縮れていない）でもよく、またはその長さに沿って１インチ当たり約３．５〜約１８クリンプ（１ｃｍ当たり約１．４〜約７．１クリンプ）のクリンプ（または繰返し屈曲）回数を有する鋸歯形状のクリンプを有するように捲縮されていてもよい。
【００７８】
幾つかの実施形態ではそれらヤーンは、少なくとも１１グラム／ｄｔｅｘのヤーン引張強さおよび少なくとも１００グラム／ｄｔｅｘの弾性率を有する。幾つかの実施形態ではそれらヤーンは、３３３〜２２２２ｄｔｅｘ（３００〜２０００デニール）または５５５〜１１１１ｄｔｅｘ（５００〜１０００デニール）の線密度を有する。幾つかの実施形態では第一および第二の布のヤーンは、５５５ｄｔｅｘまたは１１１１ｄｔｅｘの線密度を有する。
【００７９】
そのポリマーがポリアミドである場合、アラミドが好ましい。用語「アラミド」とは、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２個の芳香環に直接に結合しているポリアミドを意味する。好適なアラミド繊維は、Ｗ．Ｂｌａｃｋら著の人造繊維−科学および技術（Ｍａｎ−Ｍａｄｅ  Ｆｉｂｒｅｓ−Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），Ｖｏｌｕｍｅ  ２，ｐ２９７，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８中の芳香族ポリアミドの繊維形成（Ｆｉｂｅｒ−Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｒｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）という表題の節に記載されている。アラミド繊維およびそれらの生産についてはまた、米国特許第３，７６７，７５６号明細書、同第４，１７２，９３８号明細書、同第３，８６９，４２９号明細書、同第３，８６９，４３０号明細書、同第３，８１９，５８７号明細書、同第３，６７３，１４３号明細書、同第３，３５４，１２７号明細書、および同第３，０９４，５１１号明細書に記載されている。
【００８０】
好ましいアラミドはパラ−アラミドである。好ましいパラ−アラミドは、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）であり、ＰＰＤ−Ｔと呼ばれる。ＰＰＤ−Ｔとは、ｐ−フェニレンジアミンとテレフタロイルクロリドのモル対モル重合により生じるホモポリマー、かつまたそのｐ−フェニレンジアミンと共に少量の他のジアミンおよびそのテレフタロイルクロリドと共に少量の他のテレフタロイルクロリドを取り込むことにより生じるコポリマーを意味する。原則として他のジアミンおよび他の二酸クロリドは、それら他のジアミンおよび二酸クロリドが重合反応を妨げる反応性基を有しないことのみを条件として、ｐ−フェニレンジアミンまたはテレフタロイルクロリドの約１０モル％程度までの量、またはおそらくこれよりわずかに高い量で使用することができる。ＰＰＤ−Ｔはまた、他の芳香族ジアミンおよび他の芳香族二酸クロリド、例えば２，６−ナフタロイルクロリドまたはクロロもしくはジクロロテレフタロイルクロリド、あるいは３，４’−ジアミノジフェニルエーテルを取り込むことにより生じるコポリマーを意味する。
【００８１】
添加剤をアラミドと共に使用することができ、重量を基準にして１０％以上程度までの他の高分子材料をアラミドとブレンドすることができることが分かっている。アラミドのジアミンを１０％以上ほどの他のジアミンで置き換えた、またはアラミドの二酸クロリドを１０％以上ほどの他の二酸クロリドで置き換えたコポリマーを使用することができる。
【００８２】
別の好適な繊維は、５０／５０のモル比のｐ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）および３，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＰＥ）をテレフタロイルクロリド（ＴＰＡ）と反応させることによって調製される芳香族コポリアミドから作られるものである。さらに別の好適な繊維は、テレフタル酸もしくは酸無水物、またはこれらのモノマーの酸塩化物誘導体を、２種類のジアミン、すなわちｐ−フェニレンジアミンおよび５−アミノ−２−（ｐ−アミノフェニル）ベンゾイミダゾールと縮合重合反応させることによって形成されるものである。
【００８３】
ガラス繊維には、「Ｅ」ガラスおよび「Ｓ」ガラスが挙げられる。Ｅガラスは、市販されている低アルカリガラスである。一つの典型的な組成は、５４重量％のＳｉＯ2，１４重量％のＡｌ2Ｏ3、２２重量％のＣａＯ／ＭｇＯ、１０重量％のＢ2Ｏ3、および２重量％未満のＮａ2Ｏ／Ｋ2Ｏからなる。幾種類かの他の材料もまた不純物レベルで存在してもよい。Ｓガラスは、市販されているマグネシア−アルミナ−ケイ酸塩ガラスである。この組成物は、Ｅガラスよりも堅く、強く、かつより高価であり、ポリマーマトリックス複合材でよく利用される。
【００８４】
幾つかの実施形態では炭素繊維は、標準または中等の弾性率の繊維、例えばＴｏｒａｙ  ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓまたはＨｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商品名ＴｏｒａｙｃａまたはＨｅｘＴｏｗで入手できるものである。一般にこのような繊維は、トウ当たり３０００、または６０００、または１２，０００、または２４，０００フィラメントを有する。
【００８５】
幾つかの実施形態では第一および／または第二の布は、非硬質耐火性複合材の延焼特性に役立つように難燃剤成分で処理されていてもよい。好適な難燃剤成分には、三酸化アンチモンと、テトラ臭素化ビスフェノールＡ、ポリ臭素化ビフェニル、ペンタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、オクタ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、デカ臭素化ジフェニルエーテル（酸化物）、およびヘキサブロモシクロドデカンを含めたハロゲン化難燃剤とが挙げられる。リン含有難燃剤もまた広く使用される。
【００８６】
第一および第二ポリマー層
第一もしくは第二、またはその両方のポリマー層のポリマーは、熱可塑性または熱硬化性ポリマーであることができる。熱可塑性ポリマーが好ましい。
【００８７】
好ましい実施形態では第一および第二ポリマー層は、自立型フィルムの形態である。
【００８８】
好適なポリマーには、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタラート、ポリアクリロニトリル、フルオロポリマー、ポリイミド、ポリケトン、ポリイミド（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））、ポリスルホン、ポリアーレンスルフィド、液晶ポリマー、ポリカーボナート、およびエチレンメタクリル酸コポリマー（Ｅ／ＭＡＡ）などのアイオノマーが挙げられる。
【００８９】
フルオロポリマーの実例には、ポリフッ化ビニル（Ｔｅｄｌａｒ（登録商標））、エチレンクロロトリフルオロエチレンコポリマー（Ｈａｌａｒ（登録商標））、およびポリテトレフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標））が挙げられる。ポリケトンの実例には、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）が挙げられる。
【００９０】
一実施形態では第一ポリマー層はポリウレタンである。別の実施形態では第二ポリマー層は、エチレンメタクリル酸コポリマーなどのアイオノマー樹脂である。さらに別の実施形態では第一ポリマー層は、ＵＶ光線に対して非透過性かつ不浸透性である。ＵＶ光線に対して非透過性かつ不浸透性とは、本発明者らによれば、第一ポリマー層が、ＵＶ光線、具体的にはＵＶスペクトルの上端におけるそれらの光線の少なくとも９５％、より好ましくはそれらＵＶ光線の少なくとも９８％、最も好ましくは１００％を遮断することを意味する。
【００９１】
幾つかの実施形態では第一および／または第二ポリマー層は、１７〜１７０ｇｓｍ（０．５〜５オンス／平方ヤード）、または３４〜１３６ｇｓｍ（１〜４オンス／平方ヤード）の面重量か、または６７〜１０２ｇｓｍ（２〜３オンス／平方ヤード）の面重量さえ有する。
【００９２】
幾つかの実施形態では第一および／または第二ポリマー層の少なくとも片面を金属被覆することができる。好ましくは複合シートにおいてその金属被覆される表面は、第一または第二の布に隣接したポリマー層の側である。
【００９３】
試験法
火炎貫通性（ｆｌａｍｅ  ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）は、１４  ＣＦＲ  ２５．８５５パートＩＩＩ附録Ｆ−貨物室ライナー（天井位置の火炎貫通抵抗を求めるための試験方法（Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔｏ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ  Ｆｌａｍｅ  Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｃａｒｇｏ  Ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ  Ｌｉｎｅｒ（ｃｅｉｌｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に従って測定した。
【００９４】
複合シートの引張特性は、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３９／Ｄ３０３９Ｍ−０８  ポリマーマトリックス複合材料の引張特性の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）によって求めた。
【００９５】
基材の乾燥引張強さは、ＴＡＰＰＩ  Ｔ４９４  ｏｍ−０６  紙および厚紙の引張特性（一定伸長速度装置を使用した）（Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ（Ｕｓｉｎｇ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｒａｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ））に従って測定した。
【００９６】
基材の厚さは、ＴＡＰＰＩ  Ｔ４１１  ｏｍ−１０  紙、厚紙、および複合厚紙の厚さ（キャリパー）（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ（Ｃａｌｉｐｅｒ）  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ，Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ，ａｎｄ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｂｏａｒｄ）によって測定した。
【００９７】
基材の寸法安定性は、片面を濡れに曝した場合、少なくとも２分間、その平坦な状態（すなわち、水分に関連する皺または襞がない）を保ち続ける能力に基づいて評価した。
【００９８】
耐火層の乾燥面重量は、ＩＳＯ  ５３６（１９９５）坪量の決定（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｇｒａｍｍａｇｅ）、およびＴＡＰＰＩ  Ｔ４１０  紙および厚紙の坪量（単位面積当たり重量）（Ｇｒａｍｍａｇｅ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒｂｏａｒｄ）（Ｗｅｉｇｈｔ  ｐｅｒ  Ｕｎｉｔ  Ａｒｅａ））に従って測定した。
【００９９】
耐火層の含水率は、ＩＳＯ  ２８７（１９８５）含水率の決定−オーブン乾燥法（Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｏｖｅｎ  Ｄｒｙｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ）に従って測定した。
【０１００】
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試験条件を再現した燃焼試験にかけた。その幾分低い熱流束は、溶け落ち試験（ｂｕｒｎ−ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｅｓｔ）の間に火炎バリア複合材に必要とされる熱機械的応力レベルが加わることを再現するためにより高い空気質量流束で補償した。
【実施例】
【０１０１】
実施例１
非硬質複合シートを調製した。
【０１０２】
第一構成要素
第一構成要素は、非透過性の０．０７５ｍｍ（３ミル）インフレートポリウレタンフィルム（第一ポリマー層）に熱接着した織布（第一の布）を含んだ。この布は、１２５ｇｓｍ（３．７オンス／平方ヤード）の面重量を有した。この布は、経および緯の両方が２８エンド／インチを有する平織であり、５５６ｄｔｅｘ（５００デニール）のｐ−アラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２＋ヤーン、ｍｅｒｇｅ  １Ｗ０３４から織られた。第一ポリマーフィルムと第一の布の接着強さを試験し、少なくとも４３７Ｎ／ｍ（２．５ポンド／インチ）であった。
【０１０３】
第二構成要素
第二構成要素は、０．１２５ｍｍ（５ミル）Ｎｏｍｅｘ（登録商標）銘柄４１３の紙基材上にバーミキュライトの耐火層を含んだ。紙上に３０ｇｓｍのバーミキュライトを塗布し、続いて塩化ナトリウムの０．２５Ｎ陽イオン性分散液で処理した。
【０１０４】
使用したバーミキュライトは、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｖｅｒｍｉｃｕｌｉｔｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｅｎｏｒｅｅ，ＳＣから得たＭｉｃｒｏｌｉｔｅ（登録商標）９６３ＨＳの水性分散液であった。
【０１０５】
第三構成要素
第三構成要素は、０．０７５ｍｍ（３ミル）アイオノマーＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルム（第二ポリマー層）に熱接着した織布（第二の布）を含んだ。この布は、２２０ｇｓｍ（６．５オンス／平方ヤード）の面重量を有した。この布は、経および緯の両方が２４エンド／インチ（９．４エンド／ｃｍ）を有する平織であり、１１１１ｄｔｅｘ（１０００デニール）のｐ−アラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２ヤーン、ｍｅｒｇｅ  １Ｗ０４１から織られた。第一ポリマーフィルムと第一の布の接着強さを試験し、少なくとも２６２Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）であった。
【０１０６】
第一、第二、および第三構成要素を図２Ａに示すように一体に組み立てた。構成要素２は、構成要素１または構成要素３のどちらにも接合されなかった。扱いやすくするためにこれらすべての構成要素は、それらの縁部に沿ってＫｅｖｌａｒ（登録商標）のスレッドで縫い合わされた。
【０１０７】
組み立てられた複合シートを、天井位置においてＦＡＡ火炎貫通試験１４  ＣＦＲ  ２５．８５５にかけた。火炎は、複合材のＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルム側に当てられた。試料は、その無機耐火層が９２７℃±３８℃（１７００oＦ±１００oＦ）に対して効果的なバリアとして機能し、火炎貫通に対して良好な抵抗性を示した。すなわち、火炎源と接触してから５分以内の試験片の火炎貫通はなかった。水平試験試料の上面から４インチ上方で測定したピーク温度は、２０４℃（４００oＦ）を超えなかった。
【０１０８】
複合シートはまた、煙の放出に関して１４  ＣＦＲ  ２５．８５３（ｄ），Ａｐｐｅｎｄｉｘ  Ｆ，Ｐａｒｔ  Ｖによる、かつ有毒ガスの測定に関してＢＳＳ  ７２３９，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ  Ａに対する煙および排出の要求基準を満たすかどうかが試験された。結果は容認できると判断された。
【０１０９】
複合シートの機械的強度はまた、航空貨物の航空コンテナ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）に使用される材料に関してＮａｔｉｏｎａｌ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＮＡＳ  ３６１０によって設定される耐久性基準を満たすかどうかが試験された。複合シートの幅１０１．６ｍｍ（４インチ）のストリップの軸方向引張強さは、１，７００±５０ポンドまたは７７１±２２ｋｇ（４２５±１２．５ポンド／インチまたは７４２２８±２１８９Ｎ／ｍ）であった。
【０１１０】
比較例Ａ
実施例１の０．０７５ｍｍ（３ミル）ポリウレタンフィルム（第一ポリマー層）と０．０７５ｍｍ（３ミル）Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルム（第二ポリマー層）の間に熱接着された３２２ｇｓｍ（９．５オンス／平方ヤード）織布を含む複合シートが組み立てられた。ＰＵフィルムと布の接着強さは、少なくとも４３７Ｎ／ｍ（２．５ポンド／インチ）であった。この布は、経および緯の両方が２４エンド／インチ（９４エンド／ｃｍ）を有する平織であり、１６６７ｄｔｅｘ（１５００デニール）ｐ−アラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）の２９本のヤーン、ｍｅｒｇｅ  １Ｆ２１１から織られた。その単層の幅１０１．６ｍｍ（４インチ）のストリップの軸方向引張強さは、９００ポンドまたは４０８ｋｇ（２２５ポンド／インチまたは３９４０３Ｎ／ｍ）以下であった。
【０１１１】
比較例Ａは、垂直および水平火炎伝播に関するＴＳＯ  Ｃ９０ａ  荷役パレット、ネット、およびコンテナ（航空コンテナ）（Ｃａｒｇｏ  Ｐａｌｌｅｔｓ，Ｎｅｔｓ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ（Ｕｎｉｔ  Ｌｏａｄ  Ｄｅｖｉｃｅ））の規格の可燃性要求基準を満たすかどうかが試験された。しかしながら火炎に曝した場合、この試料は火炎源に接触してから３０秒以内の火炎貫通に不合格であるため、これは有効な火炎バリア特性に欠けた。
【０１１２】
実施例２
この実施例は、熱可塑性フィルムの保護層３２を第二構成要素の耐火層のむき出しの面に熱接着したことを除いて実施例１と同様に調製した。この構造を図２Ｂに示す。この熱可塑性保護フィルムは、ＤｕＰｏｎｔから入手できる０．０２１ｍｍ（０．８５ミル）の未仕上げ（ｇｒａｙ）Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）ＳＰ  ＰＶＦフィルム銘柄ＧＹ８５ＳＬ２であった。
【０１１３】
実施例２の複合シートを、天井位置においてＦＡＡ火炎貫通試験１４  ＣＦＲ  ２５．８５５にかけた。火炎は、複合材のＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルム側に当てられた。試料は、その無機耐火層が、９２７℃±３８℃（１７００oＦ±１００oＦ）に対して有効なバリアとして機能し、火炎貫通に対して良好な抵抗性を示した。すなわち、火炎源と接触してから５分以内の試験片の火炎貫通はなかった。水平試験試料の上面から４インチ上方で測定したピーク温度は、２０４℃（４００oＦ）を超えなかった。
【０１１４】
実施例３
第一構成要素
第一構成要素は、非透過性の０．０７５ｍｍ（３ミル）インフレートポリウレタンフィルム（第一ポリマー層）に熱接着した織布（第一の布）を含んだ。この布は、２２０ｇｓｍ（６．５オンス／平方ヤード）の面重量を有した。この布は、経および緯の両方が２４エンド／インチ（９．４エンド／ｃｍ）を有する平織であり、１１１１ｄｔｅｘ（１０００デニール）のｐ−アラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２ヤーン、ｍｅｒｇｅ  １Ｗ０４１から織られた。第一ポリマーフィルムと第一の布の接着強さを試験し、少なくとも４３７Ｎ／ｍ（２．５ポンド／インチ）であった。
【０１１５】
第二構成要素
第二構成要素は、０．１２５ｍｍ（５ミル）Ｎｏｍｅｘ（登録商標）銘柄４１３の紙基材上にバーミキュライトの耐火層を含んだ。紙上に３０ｇｓｍのバーミキュライトを塗布し、続いて塩化ナトリウムの０．２５Ｎ陽イオン性分散液で処理した。
【０１１６】
使用したバーミキュライトは、Ｍｉｃｒｏｌｉｔｅ（登録商標）９６３ＨＳの水性分散液であった。
【０１１７】
第三構成要素
第三構成要素は、アイオノマーＳｕｒｌｙｎ（登録商標）フィルム（第二ポリマー層）を含んだ）。布は、１２５ｇｓｍ（３．７オンス／平方ヤード）の面重量を有した。この布は、経および緯の両方が２８エンド／インチ（１１エンド／ｃｍ）を有する平織であり、５５６ｄｔｅｘ（５００デニール）のｐ−アラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）ＫＭ２＋ヤーン、ｍｅｒｇｅ  １Ｗ０３４から織られた。第一ポリマーフィルムと第一の布の接着強さを試験し、少なくとも２６２Ｎ／ｍ（１．５ポンド／インチ）であった。
【０１１８】
第一、第二、および第三構成要素を図２Ａに示すように一体に組み立てた。構成要素２は、構成要素１または構成要素３のどちらにも接合されなかった。扱いやすくするために３つすべての構成要素は、それらの縁部に沿ってＫｅｖｌａｒ（登録商標）のスレッドで縫い合わされた。
【０１１９】
この実施例の複合シートは、実施例１の複合シートと同様の火炎貫通抵抗性を示し、また同様の軸方向引張強さを有した。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【国際調査報告】
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