JP2002501970A - 低密度防火遮断材料およびその製造方法 - Google Patents

低密度防火遮断材料およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、結合剤少なくとも約２５重量％と、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒドロキシル基を有する有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含み、密度が０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である防火遮断材料、およびその防火遮断材料を製造する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、火災中の炎、煙、蒸気および／または熱の広がりを妨げる防火遮断
材料に関する。
【０００２】 発明の背景 防火遮断材料（防火仕切材料または難燃材料と呼ばれることが多い）は、壁と
床との間の開口、および現代のオフィスビルにおける火災から生じるケーブル絶
縁物の燃焼または溶融によって残される空隙などの、建物中の通し貫通部（ｔｈ
ｒｏｕｇｈ−ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）によって生じる開口（すなわち、ある部
屋から別の部屋にずっと通り抜ける床または壁中の開口）を通る煙および炎の通
過を減少させるか、あるいは無くすために用いられる。一般的な商用の用途のた
めに適する防火遮断材料の特性には、熱にさらされる前の可撓性、断熱および／
または膨張する能力、火災にさらされるとその場で硬化する能力、すなわち、熱
、煙、炎および／または蒸気の通過を妨げるために十分に炭化する能力が挙げら
れる。多くのこうした材料が入手できるが、産業界は、より良好でより有効な材
料を長らく捜し求めてきた。例えば、多くの市販材料は、高温での劣った安定性
のために限られた時間しか防護できない。さらに、これらの材料は、ＡＳＴＭ
Ｅ−８１４−８８「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｆｉ
ｒｅ Ｔｅｓｔｓ Ｏｆ Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｆｉｒｅ
Ｓｔｏｐｓ」によって要求される高圧水噴霧下で良好な機械的強度を提供しな
い。
【０００３】 泡、コーキング材およびパテ状材料は、種々の防火遮断用途において用いるた
めに知られている。例えば、ユリアホルムアルデヒド樹脂泡は、コンクリート床
スラブと直立カーテンウォールとの間の空隙を充填するために有用であることが
知られている。こうした泡は、一般に、泡の機械的強度が一般に比較的低く、ま
た炭化した泡（すなわち、火災にさらされた後）の機械的強度が一般になお低い
ので何らかの支持形態（例えば、薄い金属シート）を必要とする。膨張性化合物
（例えば、発泡性グラファイト、およびオキシ硼素化合物を含む水和アルカリ金
属珪酸塩顆粒）は、狭い（例えば、約２．５ｃｍ未満）継ぎ目（ｊｏｉｎｔ）ま
たは小さい穴の充填用のコーキング材を形成するために高分子結合材と合わせて
用いられてきた。こうした材料には、架橋性化合物および／または難燃性化合物
（例えば、ホスフェート）、増粘剤（例えば、セルロース）および充填剤（例え
ば、無機繊維、セルロース繊維および高分子繊維）も挙げることができる。しか
し、これらの組成物は一般に流れやすいため、一般に、何らかのタイプの支持体
がなければ炭化される前に形状を維持することができない。すなわち、これらの
組成物の大部分は一般に自立ではない。
【０００４】 自立防火遮断材料は知られている。例えば、膨張性化合物を含有するゴム弾性
シートは、パイプ外装（ｗｒａｐｓ）またはケーブル・トレー外装中で用いるた
めに知られている。アルカリ金属珪酸塩と合わせて高分子泡を含有する硬質ボー
ドも、壁、天井および扉などの表面上の断熱カバーとして用いるために知られて
いる。これらの硬質フォームボードは、一般に、防湿性にするために保護層を被
覆される。膨張性セラミック断熱繊維フェルトまたはマットも知られている。カ
ーテンウォールまたは壁貫通部（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ）などの、閉鎖されて
いない空間内でこうしたフェルトを用いる場合、こうしたフェルトは、加熱され
膨張された時に崩れ落下することが多い。
【０００５】 自立防火遮断材料に対するこの要求に応える一つのアプローチは、ＷＯ９７／
１３８２３（ランディン（Ｌａｎｄｉｎ）ら）において記載されており、その特
許において、可撓性防火遮断フェルトは、有機高分子結合剤、ペンダントヒドロ
キシル基を有する有機繊維、熱吸収化合物および燐含有化合物から形成される。
この材料は自立であり、熱および／または炎にさらされると自立炭化物を形成す
る。
【０００６】 しかし、自立であり、熱にさらされると強い自立炭化物を形成し、容易に取り
付けられ、且つなおより経済的に製造される防火遮断材料が当該技術分野でなお
必要とされている。
【０００７】 発明の概要 本発明は、火災中に優れた性能特性を有する低密度防火遮断材料に関する。
【０００８】 本明細書において、以下の用語は、以下に規定された定義を指す。
【０００９】 「結合剤」は、有機高分子材料を指す。
【００１０】 「セルロース繊維」は、木材または木綿などの天然材料から一般に誘導される
炭水化物ポリマーの繊維を指し、それは有機繊維の種である。
【００１１】 「炭化物」は、炎にさらされると出てくるような約２５０℃を超える温度に防
火遮断材料を加熱すると形成される残留炭質物である。
【００１２】 「炭化物強度」は、ＡＳＴＭ Ｅ−８１４、「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ
Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ Ｆｉｒｅ Ｔｅｓｔｓ Ｏｆ Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｐｅｎ
ｅｔｒａｔｉｏｎ Ｆｉｒｅ Ｓｔｏｐｓ」のホース流れ部分によって測定され
るような損傷されないで残る残留炭質物「炭化物」の能力の尺度である。
【００１３】 「膨張性化合物」とは、一般に約１００℃より高い温度に加熱すると、膨張性
化合物入り組成物の元の体積の少なくとも約１．５倍の組成物の膨張をもたらす
化合物を意味する。
【００１４】 「有機繊維」とは、繊維の形態をとったペンダントヒドロキシル基を有する天
然または合成高分子材料を意味する。
【００１５】 本発明の一つの態様は、防火遮断材料の全乾燥重量に対して、結合剤少なくと
も約２５重量％と、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒドロ
キシル基を有する有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含み、密度
が０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である防火遮断材料に関する。
【００１６】 本発明のもう一つの態様において、防火遮断材料は、防火遮断材料の全乾燥重
量に対して、結合剤約２５〜８０重量％と、膨張性化合物約１０〜６０重量％と
、ペンダントヒドロキシル基を有する有機材料を含む有機繊維約５〜６０重量％
とを含み、防火遮断材料の密度は０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲であ る。
【００１７】 本発明はまた、（ａ）防火遮断材料の全乾燥重量に対して、結合剤少なくとも
約２５重量％と、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒドロキ
シル基を有する有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含む成分を提
供するステップと、 （ｂ）前記成分を混ぜて混合物を形成するステップと、 （ｃ）前記混合物を発砲させるステップと、 （ｄ）前記発砲した混合物を基板上に置くステップと、 （ｅ）防火遮断材料を形成するために十分な時間にわたり前記発砲した混合物を
乾燥するステップと を含む、密度が０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である防火遮断材料を 製造する方法に関する。
【００１８】 発明の詳細な説明 本発明は、一般に０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である低密度防火 遮断材料を提供する。本材料は、スポンジまたは泡に外観が似ており、以後「泡
状」または「スポンジ状」と呼ぶことがある。本発明の防火遮断材料は、種々の
サイズの多くの空隙をもち多孔性である。本発明の低密度防火遮断材料を達成す
る一つの方法は、防火遮断材料を形成するために用いられる諸成分の混合物に気
体、例えば、空気を取り込むことによる。
【００１９】 好ましくは、本発明の防火遮断材料は圧縮でき、それは、手の圧力を用いて造
形でき圧縮できることを意味する。さらに、本材料は、好ましくは、圧縮から回
復するために、すなわち、圧縮された後に本質的に元の形状および／または厚さ
に戻るために十分に弾性である。
【００２０】 本発明の防火遮断材料は、その出発厚さの５０％に材料を圧縮するために、一
般に３０．０ＫＰａ（４．３５ｐｓｉ）〜約３４０ＫＰａ（４９．３ｐｓｉ）、
好ましくは３５ＫＰａ（５．１ｐｓｉ）〜２００ＫＰａ（２９．０ｐｓｉ）の範
囲の圧力を必要とし、約３分未満後に、好ましくは２分以下後にその出発厚さの
９０％の回復を示す。
【００２１】 本発明の防火遮断材料は、マット、パッド、シート、ロッドなどの種々の形状
あるいはカップまたはクラムシェルなどの複雑な形状に形成することができる。
本材料は、必要な用途に応じていかなる厚さであることも可能であるが、一般に
約１．２ｃｍ〜約５ｃｍ（約０．５０〜約２．０インチ）の範囲である。火災中
に、防火遮断材料は、熱、煙、炎および／または蒸気の通過に抵抗して開口を有
効に密封するために十分な一体性を有する自立炭化物を形成する。本材料はまた
、炭化物の形成の前後の両方において熱の移動に抵抗して断熱することが可能で
ある。
【００２２】 本発明の防火遮断材料は、結合剤、ペンダントヒドロキシル基を有する有機材
料を含む有機繊維および膨張性化合物を含む。
【００２３】 結合剤 結合剤は、有機繊維、膨張性化合物およびあらゆる任意の成分をつなぎ合わせ
るように作用する。本発明において用いられる結合剤は高分子材料を含み、水性
乳化液（「ラテックス」とも呼ばれる）、水溶液、非水溶液またはオルガノゾル
の形態を取ることが可能である。「溶液」という用語は、高分子材料が、水また
はアセトンかトルエンなどの有機液などの液状媒体に溶解していることを指す。
適する結合剤には、熱可塑性または熱硬化性のいずれであってもよい高分子材料
を挙げることができる。
【００２４】 「熱可塑性」材料は、一般に、鎖を架橋するように作用する化学結合があると
してもごくわずかの化学結合をもつ長いポリマー鎖を有する。熱可塑性材料は、
加熱される時に通常は柔軟になり成形可能になり、冷却される時に元の状態に戻
る。その後の再加熱は、材料を再軟化するように作用する。熱可塑性材料の例に
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、これらのポリマーの組合せおよび
混合物などの実質的に直鎖のポリマーが挙げられる。これらの物質に関して用い
られる「実質的に直鎖」という用語は、ポリマー鎖当たり平均で三または四分岐
、好ましくは一または二分岐、最も好ましくは０分岐が好ましいことを指す。
【００２５】 「熱硬化性」材料とは、一般に加熱すると架橋反応を受け、よって硬化すなわ
ち「セット」するポリマーを意味する。架橋が十分に高ければ、この材料は硬く
、不融性で不溶である傾向がある。こうした材料は、一般には、加温しても後か
らは永久に変化させることができない。熱硬化性ポリマーを形成するために二種
以上の液体成分を反応させることができる。例えば、エポキシ系を形成するため
に多官能性アミンおよび多官能性エポキシを反応させることができる。適する熱
硬化性材料の例には、エポキシ、ポリウレタンおよびポリイミドなどが挙げられ
る。さらに、適する熱硬化性材料には、架橋剤の添加により架橋させることがで
きる熱可塑性材料、例えば、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が挙げられる。
【００２６】 用いられる結合剤の量は、防火遮断材料の諸成分をつなぎ合わせるために十分
な量である。結合剤の量は、防火遮断材料の全乾燥重量に対して一般に少なくと
も約２５重量％であり、好ましくは約２５重量％〜約８０重量％、更に好ましく
は約３５重量％〜約６０重量％の範囲である。
【００２７】 好ましくは、結合剤は、防火遮断材料の難燃性および炭化物強度の両方を高め
るように選択される。適するラテックスには、ハロゲン化ラテックスおよび非ハ
ロゲン化ラテックスが挙げられる。適するハロゲン化ラテックスは、ポリクロロ
プレンラテックスである。
【００２８】 好ましいラテックスは非ハロゲン化ラテックスであり、それらには、アクリレ
ートポリマー、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、ポリイソプレン、ポリブタジエン、これらのポリマーの組
合せおよび混合物が挙げられる。例には、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 ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品
名「ＲＨＯＰＬＥＸ ＨＡ−８」で市販されているアクリレートポリマー、ペン
シルバニア州アレンタウンのエアープロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａ
ｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＡＩＲＦＬＥＸ６００ＢＰ
」および「ＦＬＥＸＢＯＮＤ１５３」で市販されているエチレン／酢酸ビニル／
アクリレートターポリマーならびにこれもエアープロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄ
ｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＦＬＥＸＢＯ
ＮＤ１４９」で市販されている酢酸ビニル／ジオクチルマレエトコポリマーが挙
げられる。
【００２９】 結合剤がハロゲン化ポリマーを含みハロゲンが十分な量で存在する場合、結合
剤は一般に難燃特性をもち、防火遮断材料を構成する混合物に別の難燃剤を添加
する必要はない。結合剤が固有の難燃特性をもたない時、難燃剤は、好ましくは
、結合剤、有機繊維および膨張性化合物の混合物に添加される。
【００３０】 当業者に対して知られているように、材料の難燃性を決定するために多くの方
法を用いることができる。異なるポリマーの着火性および燃焼挙動、すなわち、
「極限酸素指数」を評価するために半定量試験方法を用いることができる。この
試験は、開始し３分以上にわたり炎を持続させるために必要な酸素−窒素雰囲気
中の酸素の最小濃度を測定することにより相対的に難燃性を測定する。着火性が
高ければ高いほど酸素指数は高い。この試験は、ＡＳＴＭ規格Ｄ２８６３「Ｓｔ
ａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ
Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｏｘｙｇｅｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｔｏ Ｓｕｐ
ｐｏｒｔ Ｃａｎｄｌｅ−ｌｉｋｅ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｌａｓｔ
ｉｃｓ（Ｏｘｙｇｅｎ Ｉｎｄｅｘ）」に記載されている。本発明の防火遮断材
料が約２５より大きい極限酸素指数を有する（一般にハロゲン化ポリマーを含む
）結合剤を含む時、別の難燃剤は一般に不要である。
【００３１】 結合剤が固有の難燃特性をもたない時、結合剤、膨張性化合物および有機繊維
の混合物に難燃剤を添加することが好ましい。難燃化合物の例には、燐含有化合
物（例えば、エチレンジアミンホスフェート、マグネシウムアンモニウムホスフ
ェート、ポリマー封入アンモニウムポリホスフェートおよび有機ホスフェート油
）、硼素含有化合物、アルミナ三水和物、酸化アンチモンおよびその他の金属酸
化物と金属水和物が挙げられる。難燃材料の例には、例えば、米国特許第４，８
７９，０６６号において開示されたガラスフリットも含まれる。ガラスフリット
の例には、商品名「Ｃｅｅｐｒｅｅ２００」で英国マージサイド州サウスポート
のシープリー・プロダクツ（ＣＥＥＰＲＥＥ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｌｔｄ．）か
ら市販されているガラスフリットが含まれる。これらの材料の種々の混合物およ
び組合せを用いることができる。好ましい難燃剤には、バージニア州リッチモン
ドのアルブライトアンドウィルソンアメリカズ（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ａｎｄ Ｗ
ｉｌｓｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．）から「ＡＭＧＡＲＤ ＮＫ」として
市販されているエチレンジアミンホスフェートが含まれる。
【００３２】 難燃剤は、一般に、防火遮断材料に難燃性を付与するために十分な量で用いら
れる。一般に約５〜約２００部の難燃剤が１００部の結合剤に対して用いられる
。結合剤がラテックスである場合、難燃剤の量は固形物含有率に基づき、一般に
、ラテックス固形物１００部当たり約５〜約２００部の範囲の量で用いられる。
【００３３】 有機繊維 本発明において用いるために適する有機繊維は、ペンダントヒドロキシル基を
有する有機材料を含むものである。有機繊維の例には、天然セルロース繊維およ
び合成高分子繊維が挙げられる。
【００３４】 適する天然セルロース繊維には、木綿、亜麻、***、黄麻、米、コムギ、竹、
トウモロコシ、サイザル麻、ちょ麻、洋麻、レーヨン、バーラップ、ショディ木
綿、コットンリンターおよびパルプ繊維が挙げられる。好ましいセルロース繊維
には木材繊維が含まれる。木材パルプ繊維は、クラフト法および亜硫酸法などの
よく知られている化学法ならびに機械的パルプ法から得ることができる。これら
の方法のための適する出発物質には、ハンノキ、マツ、ベイマツ、ツガおよびヘ
ムロックなどの硬木種および軟木種が挙げられる。好ましい木材繊維は、ノース
カロライナ州コノーバーのコンウェドファイバーズ（Ｃｏｎｗｅｄ Ｆｉｂｅｒ
ｓ）から市販されており、またマツ繊維およびポプラ繊維を含む。
【００３５】 適する合成高分子繊維には、ビスコースレーヨン、二酢酸セルロースおよび三
酢酸セルロースが挙げられる。
【００３６】 好ましくは、単繊維が用いられる。「単繊維」という用語は、個々の分離した
繊維からなる繊維を意味する。繊維はその製造プロセスのために束で入手できる
一方で、防火遮断材料の結合剤およびその他の成分と混合する前に繊維を分離す
ることが本発明のために好ましい。単繊維に供給するために繊維束を用いる場合
、好ましくは、少量の繊維束のみが使用に供される繊維中に残る。「少量」とは
、用いられる繊維の全重量に対して一般に５重量％未満、好ましくは１重量％未
満を意味する。繊維束は、例えば、ブレンダーまたは遊星型ブレードミキサー内
で繊維束を攪拌することにより分離することができる。
【００３７】 適する繊維は、好ましくは「不連続」繊維を含む。「不連続」という用語は、
押出プロセスによって形成される連続繊維に比べて比較的短い長さの繊維を意味
する。本発明の目的において、不連続繊維には、単繊維および繊維束を含めるこ
とができる。代表的な不連続繊維の長さは、一般に、約０．２ｃｍ〜約２．５ｃ
ｍ（約０．１〜１インチ）、好ましくは約０．６４ｃｍ〜約１．９ｃｍ（約０．
２５〜０．７５インチ）の範囲である。
【００３８】 繊維は、防火遮断材料の全乾燥重量に対して一般には少なくとも約５重量％、
代表的には約５重量％〜約６０重量％、好ましくは約１０重量％〜約３０重量％
の範囲の量で存在する。
【００３９】 膨張性化合物 本発明の防火遮断材料は膨張性化合物を含む。膨張性化合物は、その膨張活性
化温度より高い温度に加熱すると元の体積の少なくとも約１．５倍に膨張するも
のである。
【００４０】 適する膨張性化合物には、挿入(intercalated)グラファイトおよび水和アルカ
リ金属珪酸塩、バーミキュライト、パーライト、マイカおよびそれらの混合物が
挙げられる。好ましい膨張性化合物には、オハイオ州クリーブランドのＵＣＡＲ
カーボン（ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ）から商品名（ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ）で市販
されている酸−中和表面を有する酸挿入グラファイト、およびミネソタ州セント
ポールのミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍ
ａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商品名「ＥＸＰＡＮ
ＴＲＯＬ４ＢＷ」で市販されている粒状水和アルカリ金属珪酸塩膨張性化合物が
挙げられる。
【００４１】 膨張性化合物は、加熱された時に低密度防火遮断材料が収縮しないような少な
くとも十分な量で存在し、火災にさらされた時に防火遮断材料の元の体積の約５
倍以下、場合によって９倍以下の膨張を生じるような量で用いることができる。
膨張性化合物は、防火遮断材料の全乾燥重量に対して一般に少なくとも約１０重
量％、代表的には約１０重量％〜約６０重量％、好ましくは約２０重量％〜約４
０重量％の量で存在する。
【００４２】 任意の添加剤 任意の添加剤は、防火遮断材料の特性を追加し高めるために含めることができ
、それらには、充填剤、吸熱化合物、顔料および着色剤を挙げることができる。
【００４３】 充填剤は、熱および炎にさらされる前または後のいずれかにおいて防火遮断材
料の強化を追加するため、剛性を調節するため、取扱適性を変えるため、その他
の必要な特性を生み出すために含めることができる。充填剤の例には、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
末またはガラスフリット、アルミン酸ナトリウム、硼酸亜鉛、三酸化二硼素、無
機繊維（例えば、カラス繊維、ガラスセラミック繊維、セラミック繊維、鉱物繊
維および炭素繊維）および有機繊維（例えば、ナイロン繊維およびポリエステル
繊維などの熱可塑性繊維）が挙げられる。これらの耐火材料（すなわち、酸化物
、硼酸塩、ガラス材料およびセラミック材料）の一部は、防火遮断材料の難燃性
に寄与することがあり、こうしたものは好ましい充填剤である。結合剤としてハ
ロゲン化有機高分子材料を用いる場合、酸化亜鉛は、一般にＨＣｌを捕捉するた
めに添加され、防火遮断材料が加熱された時に捕捉ＨＣｌを放出することが可能
である。ガラスフリットは有用な難燃剤として前述したが、それは充填剤として
も用いることができる。
【００４４】 防火遮断材料の難燃性に寄与するために吸熱化合物も添加することができる。
吸熱材料は、一般に水和の水を放出することにより熱を吸収するものである。こ
れらの化合物には、マグネシウムアンモニウムホスフェート、水酸化マグネシウ
ム水和物および硫酸カルシウム水和物（石膏としても知られている）が挙げられ
る。好ましい吸熱化合物は、水に本質的に不溶であり、それらの化合物には、ア
ルミナ三水和物（Ａｌ2Ｏ3・３Ｈ2Ｏ）および水和硼酸亜鉛、例えば２ＺｎＯ・ ３Ｂ2Ｏ3・３．５Ｈ2Ｏが挙げられ、それは、カリフォルニア州ロスアンジェル スのＵＳボラックス（Ｕ．Ｓ Ｂｏｒａｘ）から商品名「Ｆｉｒｅｂｒａｋｅ
ＺＢ」で市販されている。
【００４５】 顔料は、製品用の識別助剤として有用でありうる。顔料および着色剤の例には
、酸化鉄、二酸化チタン（例えば、ルチル）、カーボンブラックおよび合成有機
顔料と染料（例えば、ＦＤ＆Ｃブルー＃１）が挙げられる。
【００４６】 別の任意の添加剤には、合成スポンジ材料が含まれる。好ましい実施形態にお
いて、本発明の防火遮断材料は、セルローススポンジとも呼ばれる合成スポンジ
をさらに含む。スポンジは、一般に約０．３２〜約１．２ｃｍの最大寸法の範囲
の必要なサイズに粉砕するか、あるいは微粒子化することができ、また結合剤、
繊維および膨張性化合物の混合物に添加することができる。混合物に添加される
スポンジの量は、防火遮断材料の全乾燥重量に対して一般に約１重量％〜約２０
重量％、好ましくは約４重量％〜約１０重量％の範囲である。スポンジの存在は
、防火遮断材料の低い密度にさらに寄与し、また混合物の乾燥中の必要な形状の
維持を助ける。スポンジの存在によって、材料は、金型も容器も使用せずにシー
ト形状で乾燥することも可能である。スポンジを含有する防火遮断材料は、一般
に、より確かな圧縮を受ける。
【００４７】 市販されている合成スポンジは、一般に、ビスコースセルロースを含み、また
強化繊維を含有することもできる。ビスコースセルロースは、従来のいずれかの
ビスコース技術から製造することができる。ビスコースセルロースは、木材パル
プの苛性処理および破砕、その後の二硫化炭素による硫化、水による希釈および
最後に混合物の混合によって一般に製造される。ビスコースセルロースを製造後
、グラウバー塩と呼ばれる硫酸ナトリウム１０水和物の結晶がビスコースセルロ
ースに添加される。その後強化繊維またはその他の添加剤が添加される。得られ
た混合物は約１００℃に加熱され、硫酸ナトリウムを融解しつつセルロースを凝
固させる。硫酸ナトリウムは、得られた再生スポンジから洗い落とされ、多孔性
構造体が後に残る。
【００４８】 適する合成スポンジは、ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング（Ｍｉ
ｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍ
ｐａｎｙ（３Ｍ））から商品名「Ｏ−ＣＥＬ−Ｏ」で市販されている。
【００４９】 防火遮断材料の製造方法 本発明の方法は、（ａ）防火遮断材料の全乾燥重量に対して、結合剤少なくと
も約２５重量％と、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒドロ
キシル基を有する有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含む成分を
提供するステップと、 （ｂ）前記成分を混ぜて混合物を形成するステップと、 （ｃ）前記混合物を発砲させるステップと、 （ｄ）前記発砲した混合物を基板上に置くステップと、 （ｅ）防火遮断材料を形成するために十分な時間にわたり前記発砲した混合物を
乾燥するステップと を含み、防火遮断材料の密度は０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である 。
【００５０】 防火遮断材料の諸成分は、均質混合物を得るために十分な時間にわたり混合ま
たは攪拌することにより混ぜ合わされる。代表的に且つ好ましくは、これは、遊
星型ブレードミキサー（オハイオ州トロイのホバートカンパニー（Ｈｏｂａｒｔ
Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されている）などのミキサーで低速において行われ
る。諸成分を混ぜ合わせた後に、混合物は、一般には泡状材料を形成するために
混合物に気体、例えば空気を取り込むことにより発砲される。「泡状」は材料の
外観を指す。混合物は、軽いホイップクリームのキメと外観をもつ。発砲された
材料は、一般に、乾燥ステップを通して発砲された状態を維持するために十分に
低いずり粘度をもつ。
【００５１】 気体を取り込む方法には、諸成分を合わせて混合、剪断および振とうするか、
混合物を通して空気を泡立たせるか、あるいはメラミン樹脂、尿素樹脂またはジ
シアンジアミドおよびそれらの混合物などの発泡剤を添加することが挙げられる
。発泡剤は、加熱された時に、結合剤、繊維、膨張性材料、任意の充填剤および
任意のスポンジの混合物の泡状の性質に寄与する気体（窒素、水素および二酸化
炭素など）を発生する材料である。気体の取り込みは、好ましくは、遊星型ブレ
ードミキサー（または類似物）内で、あるいはブレンダー内で剪断させながら、
高速混合により空気を取り込むことにより行われる。気体を混ぜ、取り込むステ
ップは同時に行うことができるが、気体、例えば空気は、好ましくは、混ぜるス
テップ後に混合物に取り込まれる。
【００５２】 泡状材料の形成および安定化を助けるために、好ましくは、界面活性剤、増粘
剤、膜形成剤およびその他の成分が存在する。表面活性剤とも呼ばれる界面活性
剤は、混合物に気体、例えば空気を取り込むと生じる泡状構造体の安定化を助け
ることが考えられる。好ましい界面活性剤には、両方共ジョージア州ダルトンの
スタンダードアドヘシブ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＆ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＳＴＡＮＦＡＸ３１８」で
市販されているＮ−タロースルホスクシニメート、および商品名「ＳＴＡＮＦＡ
Ｘ３２０」で市販されているステアリン酸アンモニウムが挙げられる。
【００５３】 増粘剤、すなわち粘度向上剤は、混合物の粘度を増加させるために添加され、
また泡状構造体の安定化を助けることも考えられる。増粘剤には、ヒュームドシ
リカ、セルロース粉末およびポリマー乳化液が挙げられる。好ましい増粘剤には
、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 ａｎｄ
Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品名「ＡＣＲＹＳＯＬ ＡＳＥ Ｓｅｒｉ
ｅｓ」で市販されているペンダント酸含有アクリル系エマルジョンコポリマーが
含まれる。アクリル系エマルジョンコポリマーを用いる時、約８にｐＨを上げる
ために塩基、好ましくは水酸化ナトリウムが混合物に添加される。
【００５４】 泡状混合物の安定化は好ましく、また基板に塗布する前に一定期間（例えば、
特定の時間）にわたり混合物を製造し貯蔵する時には特に必要である。
【００５５】 一旦混合物が泡状材料に形成されると、混合物は、例えば、キャスティング、
流し込み、または散布（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）によって基板上に置くか、あるい
は基板上に塗布される。基板上に混合物を置くまたは塗布することは、基板上に
混合物をキャスティングし、その後、段プレスによって必要な厚さにプレスする
ことにより達成することができるか、あるいは、混合物は、剥離ライナーをライ
ニングされた金型に流し込むか、またはキャストすることができる。
【００５６】 基板には、金型または剥離ライナーあるいは両方の組合せを挙げることができ
る。好ましい基板は、シリコーン被覆剥離ライナーである。
【００５７】 それから、混合物は、過剰の一切の水（水和の水ではない）または他の液状媒
体を除去するために十分な時間にわたり約５０℃〜約１７５℃の範囲の温度で乾
燥される。乾燥時間および温度は、全体の水または液状媒体含有率によって決ま
り、また防火遮断材料の厚さと密度によって異なる。一般に、防火遮断材料は、
混合物をオーブン内で乾燥することにより形成される。防火遮断材料は、その後
、乾燥後に基板から剥離することが可能であり、また剥離された形態を取って用
いられる。乾燥中の物品の温度は、膨張性化合物を活性化する温度より低く、且
つ材料中で用いられる一切の水和物の脱水温度より低く維持するべきである。
【００５８】 さらに、防火遮断材料は、基板などの材料に塗布することができる。例えば、
防火遮断材料をもう一つの材料に積層することが望ましいことがある。積層が防
火遮断材料の膨張の方向を調節するように作用する場合があるからである。その
材料の例には、金属ホイル（例えば、アルミニウムホイルまたはスチールホイル
）、グラファイトホイルなどの制限層、断熱ブランケット、または他の防火遮断
シートが挙げられる。制限層として有用なその他の材料は、米国特許第４，４６
７，５７７号（リヒト（Ｌｉｇｈｔ））に記載されており、それらには、金属ス
クリーン、紙、厚紙およびゴムシートまたはプラスチックシートが挙げられる。
積層は、例えば、室温で本発明の防火遮断材料をもう一つの材料と合わせてプレ
スするか、あるいは（一般に圧力と熱を用いる）積層用ロールに防火遮断材料を
通すことにより行うことができる。基板として機能するもう一つの材料が存在す
る場合、積層は、防火遮断材料中で用いられるラテックスに応じて乾燥ステップ
の一部として行うことができる。例えば、好ましいラテックスであるＡｉｒｆｌ
ｅｘ６００ＢＰは、もう一つの材料が存在する場合、それへの積層が乾燥ステッ
プ中に行うことができる十分な粘着力を有する。しかし、乾燥ステップの長さを
短縮するために乾燥ステップと積層ステップを分離することが好ましい。必要な
らば、二つの層を合わせて積層するために接着剤を用いることができる。
【００５９】 本発明の別案の製造方法は、ハンドシート成形機などの従来の紙製造プロセス
のステップを用いる。紙製造プロセスは、例えば、米国特許第５，３８４，１８
８号に記載されたように当業者によく知られている。この実施形態は、（ａ）防
火遮断材料の全乾燥重量に対して、ラテックス結合剤少なくとも約２５重量％と
、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒドロキシル基を有する
有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含む成分を提供するステップ
と、 （ｂ）前記成分を混ぜて水性スラリーを形成するステップと、 （ｃ）前記水性スラリーを凝集させるステップと、 （ｄ）成形ボックスと成形スクリーンを備えたハンドシート成形機に前記凝集し
た水性スラリーを注ぎ、成形ボックスから排出するステップと、 （ｅ）得られた湿り混合物を前記成形スクリーンから取り出すステップと、 （ｆ）防火遮断材料を形成するために十分な時間にわたり前記湿り混合物を乾燥
するステップと を含み、防火遮断材料の密度は０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である 。
【００６０】 別案の方法における防火遮断材料の諸成分は、均質水性スラリーを得るために
十分な一定時間にわたり混合または攪拌することにより混ぜ合わされる。一般に
、これは、ビーカー内のプロペラ羽根スターラーを用いるか、または高速ブレン
ダー（コネチカット州ニューハートフォードのワリングコープ（Ｗａｒｉｎｇ
Ｃｏｒｐ．）から市販されている）を用いて行われる。水性スラリーを形成した
後、ラテックス結合剤は、一般には硫酸アルミニウム（ミョウバン）などの沈降
剤を添加することにより沈降させる。これにより、水性スラリーの凝集が生じる
。一旦スラリーが凝集してしまうと、それを、金属スクリーンを含むハンドシー
ト成形機（ニューヨーク州ウォータータウンのウィリアムズアパレイタス（Ｗｉ
ｌｌｉａｍｓ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｃｏ．）から市販されている）に注ぐ。ハ
ンドシート成形機から排出して、混合物を金属スクリーンの上で集める。その後
、得られた湿り混合物はスクリーンから取り出し、吸取紙などの基板上に置く。
混合物は、任意に、水除去を促進するためにロールを用いてプレスすることが可
能である。
【００６１】 それから、混合物は、残りの一切の水を除去するために十分な時間にわたり約
５０℃〜約１７５℃の範囲の温度で乾燥される。乾燥の時間と温度は、全体の水
含有率に応じて決まり、防火遮断材料の厚さと密度によって異なる。一般に、防
火遮断材料は、オーブン内で混合物を乾燥することにより形成される。乾燥中の
物品の温度は、膨張性化合物を活性化する温度より低く、且つ材料中で用いられ
る一切の水和物の脱水温度より低く維持するべきである。防火遮断材料は、上述
したように基板などの材料に塗布することができる。
【００６２】 乾燥した後は、防火遮断材料は使えるように準備が整っている。得られた防火
遮断材料は、混合物の泡状の性質を保持し、またスポンジに外観が似ており（す
なわち、スポンジ様）、空隙またはセルが多数あり、その大きさは様々である。
【００６３】 防火遮断材料の使用方法 本発明の防火遮断材料は、膨張性防火遮断マットまたはパッドが一般に用いら
れる用途において有用である。これには、壁、空所、隙間、壁の割れ目、ケーブ
ルダクト、電気ケーブル・トレー、パイプ外装、通し貫通部およびダイナミック
ジョイントなどの間の空隙などの、建物構成部分中の開口を密封するか、あるい
は隔離することが含まれる。防火遮断材料はまた、屋根、壁、窓および床のため
の断熱材、金属パネルおよび金属扉のためのライニング、あるいは防火壁のため
の裏材料として有用でありうる。
【００６４】 本発明の目的および利点を以下の実施例によってさらに説明するが、これらの
実施例において挙げた特定の材料とその量、ならびにその他の条件および詳細は
、本発明を不当に限定するものと考えるべきではない。すべての部および百分率
は、特に指示しないかぎり重量による。
【００６５】 実施例 試験方法 湿り密度試験 既知体積の金属カップを秤量した。その後カップに湿り防火遮断材料を充填し
、カップと湿り防火遮断材料の総重量からカップの重量を差し引くことにより湿
り防火遮断材料の重量を計算した。湿り防火遮断材料の密度は、カップに入った
湿り防火遮断材料の重量をカップの既知体積で除したものである。
【００６６】 乾燥密度試験 防火遮断材料を２．５ｃｍ正方形のサンプルに裁断した。サンプルの厚さを測
定した。全体積を計算し、サンプルを秤量した。密度は、サンプルの重量をサン
プルの体積で除したものである。
【００６７】 体積膨張試験 ２．５ｃｍ正方形のサンプルの体積を乾燥密度試験のために上述した通り測定
した。その後、サンプルを３５０℃で１５分にわたりオーブン内で加熱した。こ
の熱処理によって、サンプルの膨張および拡大を生じた。サンプルを冷却した後
、サンプルを溶融ワックスに浸漬し、サンプルに約０．２５〜０．５０ｍｍ（０
．０１〜０．０２インチ）厚さのワックスを被覆し、その後水に浸漬した。サン
プルの体積を水置換によって測定した。体積膨張を膨張比として報告しており、
ここで膨張比は、膨張したサンプルの体積を初期サンプルの体積で除したもので
ある。
【００６８】 ホース流れ試験 防火遮断材料を燃やした後に生成した炭化物の強度を試験するために、ＡＳＴ
Ｍ Ｅ−８１４−８８「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ Ｆｏｒ
Ｆｉｒｅ Ｔｅｓｔｓ Ｏｆ Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｆｉ
ｒｅ Ｓｔｏｐｓ」に準拠してホース流れ試験を行った。
【００６９】 １０．５ｃｍ（４．１インチ）直径の銅管を通した１４ｃｍ（５．５インチ）
直径の開口を有する１１．４ｃｍ（４．５インチ）厚さのコンクリートスラブ（
コンクリート床を模擬するもの）を作成した。一定長さの防火遮断材料を圧縮し
、銅管まわりの環状空間に入れた。
【００７０】 コンクリートスラブ（管と防火遮断材料を含めたもの）をガス燃焼炉の頂上に
置いて、床下火災を伴った床を模擬した。以下の温度スケジュールに従って炉を
一時間にわたり加熱した。
【００７１】
【表１】
【００７２】 一時間加熱後、炉への気体供給を止め、コンクリートスラブを炉から取り出し
、垂直に置き、消火ホースからの水流を当てた。一時間「Ｆ評点」は、炎にさら
されている間に防火遮断材料によって形成される炭化物がホース流れからの水の
力に耐えることを示している。
【００７３】 圧縮性および厚さ回復試験 長さ８．２５ｃｍ（３．２５インチ）×幅５．０８ｃｍ（２．０インチ）×厚
さ範囲約２．０ｃｍ（０．８インチ）〜約３．４３ｃｍ（１．３５インチ）の本
発明の防火遮断材料の矩形サンプルをＭＴＳ引張試験機に入れ、７．６ｃｍ／分
（３．０インチ／分）の速度で出発厚さの５０％に圧縮した。サンプルを圧縮す
るために要したピーク力を記録した。その後、サンプルを圧縮から解除し、時間
は圧縮の解除から始めて厚さを時間の関数として測定した。サンプルを圧縮する
ために要した圧力を以下の通り計算した。ピーク力を圧縮にさらされた面積で除
す（面積＝サンプル長さ×サンプル幅）。この値を「圧縮圧力」と呼んだ。出発
厚さの９０％の回収を達成する時間を「９０％回収時間」と呼んだ。
【００７４】 実施例１ 三速度の３．７８リットル（１ガロン）遊星型ブレードミキサー（オハイオ州
トロイのホバートカンパニー（Ｈｏｂａｒｔ Ｃｏｒｐ．）からモデルＮ−５０
として市販されている）のボウルに、２２０ｇの脱イオン水、３６４ｇのエチレ
ン／酢酸ビニル／アクリレートターポリマー（５５％固形物、ペンシルバニア州
アレンタウンのエアープロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＡＩＲＦＬＥＸ６００ＢＰ」で市販され
ている）、５０ｇのマツ繊維（Ｐｉｎｅｍａｔ Ｆｉｂｅｒ、ノースカロライナ
州コノーバーのコンウェドファイバーズ（Ｃｏｎｗｅｄ Ｆｉｂｅｒｓ）から市
販されている）、２５ｇのエチレンジアミンホスフェート（バージニア州リッチ
モンドのアルブライトアンドウィルソンアメリカズ（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ａｎｄ
Ｗｉｌｓｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．）から「ＡＭＧＡＲＤ ＮＫ」と
して市販されている）、酸−中和表面を有する１００ｇの酸挿入グラファイト（
オハイオ州クリーブランドのＵＣＡＲカーボン（ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ）から
商品名「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」、グレード３３８で市販されている）、５０ｇの
湿りスポンジクラム（すなわち、約０．６ｃｍの平均サイズを有するグラウンド
アップスポンジ）（乾燥重量２６．４ｇ、ミネソタ州セントポールのミネソタマ
イニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒ
ｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商品名「Ｏ−ＣＥＬ−Ｏ」で市販されて
いる）、１２ｇのＮ−タロースルホスクシニメート界面活性剤（３３％固形物、
商品名「ＳＴＡＮＦＡＸ３１８」で市販されている）、１２ｇのステアリン酸ア
ンモニウム界面活性剤（３３％固形物、商品名「ＳＴＡＮＦＡＸ３２０」で市販
されている。両方共ジョージア州ダルトンのスタンダードアドヘシブ（Ｓｔａｎ
ｄａｒｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ
．）から）、１１．１１ｇのペンダントカルボキシル含有アクリル系エマルジョ
ンコポリマー（１８％固形物）（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 ａｎｄ Ｈａａｓ）から商品名「ＡＣＲＹＳＯＬ ＡＳ
Ｅ−９５ＮＰ」で市販されている）および１０．５ｇの水酸化ナトリウム水溶液
（５０％固形物）を投入した。
【００７５】 この混合物を低速（速度＃１）で約５分にわたり攪拌して均質混合物を得た。
繊維は均一に分散されているように見えた。その後、（中速＃２設定に）ミキサ
ー速度を上げ、空気の発砲および取り込みが起きるように混合物を攪拌した。最
終の粘性（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）（約１５分後）はホイップクリームの粘性
と似ていた。混合物の％固形物は４８．７５％であった。湿り密度は、上述した
湿り密度試験に準拠して０．３１６ｇ／ｃｍ3であった。
【００７６】 シリコーン被覆紙剥離ライナーを底にライニングされた金型に混合物をキャス
トした。金型は、幅１７．８ｃｍ×長さ４５．７ｃｍ×高さ３．８ｃｍのアルミ
ニウムフレームであった。混合物がフレームと同じ高さになるように混合物をス
パチュラで平らにした。フレームを取り外し、上に混合物を塗られた剥離ライナ
ーを８０℃のオーブンに入れ、約１８時間にわたり乾燥した。
【００７７】 乾燥した材料の厚さは約２．４ｃｍであった。乾燥密度試験に準拠して測定し
た密度は０．２１ｇ／ｃｍ3であった。膨張比は１．９８であった。
【００７８】 圧縮性および厚さ回復試験に準拠してサンプルを試験した。圧縮圧力は１２３
．２ＫＰａ（１７．８ｐｓｉ）であり、９０％回復時間は９０秒であった。
【００７９】 実施例２ １１０ｇの脱イオン水、９１ｇのエチレン／酢酸ビニル／アクリレートターポ
リマー（「ＡＩＲＦＬＥＸ６００ＢＰ」）、２５ｇのポプラ繊維（Ｐｏｐｌａｒ
Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆｉｂｅｒ、コンウェドファイバーズ（Ｃｏｎｗｅｄ
Ｆｉｂｅｒｓ）から市販されている）、２５ｇのエチレンジアミンホスフェー
ト（アルブライトアンドウィルソンアメリカズ（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ａｎｄ Ｗ
ｉｌｓｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．）から「ＡＭＧＡＲＤ ＮＫ」として
市販されている）および５０ｇの粒状水和アルカリ金属珪酸塩膨張性組成物（ミ
ネソタ州セントポールのミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎ
ｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商品
名「ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ４ＢＷ」で市販されている）をミキサーのボウルに投入
し、完全に配合されるまで低速（速度＃１）で約１０分にわたり混合した。約５
分にわたり（速度＃３に）ミキサー速度を上げ、混合物に空気を取り込んだ。シ
リコーン被覆剥離ライナー（約３０．５ｃｍ（１２インチ）正方形）の二つのシ
ート間に約１００ｇの混合物を入れ、小さい段プレスで１．９ｃｍにプレスした
。得られたシートを８０℃オーブン内で約１８時間にわたり乾燥した。二つのサ
ンプルをこのように作成した。
【００８０】 乾燥したサンプルの厚さは１．２３ｃｍと１．４６ｃｍであった。
【００８１】 二つのサンプルについて膨張比を測定し、１．１３の平均値を得た。
【００８２】 実施例３ このサンプルを実施例２に記載された通り作成し、同じ成分量を用いた。但し
、５０ｇの粒状水和アルカリ金属珪酸塩の代わりに膨張性材料として挿入グラフ
ァイト（「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」、グレード３３８）２５ｇを用いた点は異なる
。
【００８３】 高速（速度＃３）における混合時間は５分ではなく８分であった。シリコーン
被覆紙剥離ライナーを底にライニングされた金型（三面がアルミニウムフレーム
（２０．３ｃｍ正方形、１．９ｃｍ厚さ））に泡状混合物を注いだ。フレームを
その場所に残し、混合物を８０℃で一晩乾燥した。乾燥した材料を冷却し、フレ
ームから取り出した。得られた可撓性で圧縮性のパッドは、１．６ｃｍの厚さ、
二つのサンプルの平均に基づいて０．１２ｇ／ｃｍ3の乾燥密度試験に準拠した 密度、および１．３９の膨張比をもっていた。
【００８４】 実施例４ このサンプルを実施例３に記載された通り作成し、同じ成分および量を用いた
。但し、５０ｇの挿入グラファイト（「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」、グレード３３８
）を２５ｇの代わりに用いた点は異なる。混合、キャスティングおよび乾燥を実
施例３に記載したように行った。得られた防火遮断パッドは、１．６ｃｍの厚さ
、０．１７ｇ／ｃｍ3の乾燥密度試験に準拠した密度、および２．４１の膨張比 をもっていた。
【００８５】 「ホース流れ試験」に関して上述した通りパッドを試験した。一片の防火遮断
材料（長さ３０．５ｃｍ（１２インチ）×幅５ｃｍ（２インチ））をその出発厚
さの６７％に圧縮し、銅管まわりの環状空間に５ｃｍ（２インチ）深さで入れた
。防火遮断材料は一時間「Ｆ」評点を受けた。
【００８６】 実施例５ このサンプルは実施例１に記載された同じ成分と量を用いた。但し、湿りスポ
ンジクラムを配合物に添加しなかった点は異なる。混合、キャスティングおよび
乾燥を実施例１に記載したように行った。得られた防火遮断パッドは、２．０５
ｃｍの厚さ、０．２１ｇ／ｃｍ3の乾燥密度試験に準拠した密度、および２．２ ７の膨張比をもっていた。
【００８７】 圧縮性および厚さ回復試験に準拠してサンプルを試験した。圧縮圧力は３９．
５ＫＰａ（５．７ｐｓｉ）であり、９０％回復時間は３０秒未満であった。
【００８８】 実施例６ 三速度の３．７８リットル（１ガロン）遊星型ブレードミキサー（オハイオ州
トロイのホバートカンパニー（Ｈｏｂａｒｔ Ｃｏｒｐ．）からモデルＮ−５０
として市販されている）のボウルに、２２０ｇの脱イオン水、３６４ｇのエチレ
ン／酢酸ビニル／アクリレートターポリマー（５５％固形物、ペンシルバニア州
アレンタウンのエアープロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＡＩＲＦＬＥＸ６００ＢＰ」で市販され
ている）、５０ｇのマツ繊維（Ｐｉｎｅｍａｔ Ｆｉｂｅｒ、ノースカロライナ
州コノーバーのコンウェドファイバーズ（Ｃｏｎｗｅｄ Ｆｉｂｅｒｓ）から市
販されている）、２５ｇのエチレンジアミンホスフェート（バージニア州リッチ
モンドのアルブライトアンドウィルソンアメリカズ（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ａｎｄ
Ｗｉｌｓｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．）から「ＡＭＧＡＲＤ ＮＫ」と
して市販されている）、２００ｇの粒状水和アルカリ金属珪酸塩膨張性組成物（
ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉ
ｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商
品名「ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ４ＢＷ」で市販されている）、５０ｇの湿りスポンジ
クラム（すなわち、約０．６ｃｍの平均サイズを有するグラウンドアップスポン
ジ）（乾燥重量２６．４ｇ、ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング（Ｍ
ｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏ
ｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商品名「Ｏ−ＣＥＬ−Ｏ」で市販されている）、１２
ｇのＮ−タロースルホスクシニメート界面活性剤（３３％固形物、ジョージア州
ダルトンのスタンダードアドヘシブ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＆
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＳＴＡＮＦＡＸ
３１８」で市販されている）、２４ｇのステアリン酸アンモニウム界面活性剤（
３３％固形物、ジョージア州ダルトンのスタンダードアドヘシブ（Ｓｔａｎｄａ
ｒｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）
から商品名「ＳＴＡＮＦＡＸ３２０」で市販されている）、１１．１１ｇの酸含
有アクリル系エマルジョンコポリマー（１８％固形物、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 ａｎｄ Ｈａａｓ）から商品名「
ＡＣＲＹＳＯＬ ＡＳＥ−９５ＮＰ」で市販されている）、１００ｇの水和硼酸
亜鉛（カリフォルニア州ロスアンジェルスのＵＳボラックス（Ｕ．Ｓ Ｂｏｒａ
ｘ）から商品名「Ｆｉｒｅｂｒａｋｅ ＺＢ」で市販されている）および１０．
５ｇの水酸化ナトリウム水溶液（５０％固形物）を投入した。混合、キャスティ
ングおよび乾燥を実施例１に記載したように行った。
【００８９】 得られた防火遮断パッドは、３．４０ｃｍの厚さ、０．１５ｇ／ｃｍ3の乾燥 密度試験に準拠した密度、および１．０２の膨張比をもっていた。
【００９０】 圧縮性および厚さ回復試験に準拠してサンプルを試験した。圧縮圧力は７０．
３ＫＰａ（１０．２ｐｓｉ）であり、９０％回復時間は６０秒であった。
【００９１】 実施例７ このサンプルを実施例６に記載された通り作成し、同じ成分および量を用いた
。但し、挿入グラファイト（「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ」、グレード３３８）１００
ｇに加えて、且つ２００ｇでなくて１００ｇの粒状水和アルカリ金属珪酸塩（「
ＥＸＰＡＮＴＲＯＬ ４ＢＷ」）を用いた点は異なる。混合、キャスティングお
よび乾燥を実施例１に記載したように行った。
【００９２】 得られた防火遮断パッドは、２．４５ｃｍの厚さ、０．２９ｇ／ｃｍ3の乾燥 密度試験に準拠した密度、および２．４５の膨張比をもっていた。
【００９３】 圧縮性および厚さ回復試験に準拠してサンプルを試験した。圧縮圧力は３０８
ＫＰａ（４４．７ｐｓｉ）であり、９０％回復時間は１２０秒であった。
【００９４】 実施例８ 三速度の３．７８リットル（１ガロン）遊星型ブレードミキサー（オハイオ州
トロイのホバートカンパニー（Ｈｏｂａｒｔ Ｃｏｒｐ．）からモデルＮ−５０
として市販されている）のボウルに、２２０ｇの脱イオン水、３６４ｇのエチレ
ン／酢酸ビニル／アクリレートターポリマー（５５％固形物、ペンシルバニア州
アレンタウンのエアープロダクツ（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＡＩＲＦＬＥＸ６００ＢＰ」で市販され
ている）、２６ｇのマツ繊維（Ｐｉｎｅｍａｔ Ｆｉｂｅｒ、ノースカロライナ
州コノーバーのコンウェドファイバーズ（Ｃｏｎｗｅｄ Ｆｉｂｅｒｓ）から市
販されている）、２５ｇのエチレンジアミンホスフェート（バージニア州リッチ
モンドのアルブライトアンドウィルソンアメリカズ（Ａｌｂｒｉｇｈｔ ａｎｄ
Ｗｉｌｓｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｓ，Ｉｎｃ．）から「ＡＭＧＡＲＤ ＮＫ」で
市販されている）、１００ｇの挿入グラファイト（オハイオ州クリーブランドの
ＵＣＡＲカーボン（ＵＣＡＲ Ｃａｒｂｏｎ）から商品名「ＧＲＡＦＧＵＡＲＤ
、グレード３３８」で市販されている）、１１１．５ｇの湿りスポンジクラム（
すなわち、約０．６ｃｍの平均サイズを有するグラウンドアップスポンジ）（乾
燥重量２６．４ｇ、ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅ
ｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎ
ｙ（３Ｍ））から商品名「Ｏ−ＣＥＬ−Ｏ」で市販されている）、１２ｇのＮ−
タロースルホスクシニメート界面活性剤（３３％固形物、ジョージア州ダルトン
のスタンダードアドヘシブ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ＆ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から商品名「ＳＴＡＮＦＡＸ３１８」
で市販されている）、２４ｇのステアリン酸アンモニウム界面活性剤（３３％固
形物、ジョージア州ダルトンのスタンダードアドヘシブ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａ
ｄｈｅｓｉｖｅ ＆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から商品
名「ＳＴＡＮＦＡＸ３２０」で市販されている）、１１．１１ｇの酸含有アクリ
ル系エマルジョンコポリマー（１８％固形物、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 ａｎｄ Ｈａａｓ）から商品名「ＡＣＲＹ
ＳＯＬ ＡＳＥ−９５ＮＰ」で市販されている）および１０．５ｇの水酸化ナト
リウム水溶液（５０％固形物）を投入した。混合、キャスティングおよび乾燥を
実施例１に記載したように行った。
【００９５】 得られた防火遮断パッドは、２．８５ｃｍの厚さ、０．０９４ｇ／ｃｍ3の乾 燥密度試験に準拠した密度、および０．９８の膨張比をもっていた。
【００９６】 圧縮性および厚さ回復試験に準拠してサンプルを試験した。圧縮圧力は３５．
５ＫＰａ（５．２ｐｓｉ）であり、９０％回復時間は１２０秒であった。
【００９７】 比較例Ａ この実施例は、実施例４に記載された同じ成分と量を用いた。成分をミキサー
のボウルに投入し、完全に配合されるまで低速（速度＃１）で１０分にわたり混
合した。その後の混合は行わず、空気が存在するとしてもごくわずかの空気を混
合物に取り込んだ。この混合物の湿り密度は０．６９ｇ／ｃｍ3であった。シリ コーン被覆紙剥離ライナーを底にライニングされた金型（三面がアルミニウムフ
レーム（２０．３ｃｍ正方形、１．９ｃｍ厚さ））に混合物を注いだ。フレーム
をその場所に残し、混合物を８０℃で一晩乾燥した。乾燥した材料を冷却し、フ
レームから取り出した。パッドは、１．７５ｃｍの厚さ、および二つのサンプル
の平均に基づいて０．４０ｇ／ｃｍ3の乾燥密度試験に準拠した密度をもってい た。
【００９８】 比較例Ｂ ミネソタ州セントポールのミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎ
ｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から
商品名「ＩＮＴＥＲＡＭ Ｉ−１０Ａ」で入手できるマットをこの実施例のため
に用いた。それは、製造業者によって膨張性セラミック繊維ブランケットとして
特徴付けられている。製品資料に記載された材料の密度は、６１７ｋｇ／ｍ3〜 ７１４ｋｇ／ｍ3（０．６１〜０．７１ｇ／ｃｍ3）の範囲であった。
【００９９】 比較例Ｃ ミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕ
ｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商品名「ＩＮＴＥＲＡＭ
Ｅ−５」で入手できるマットをこの実施例のために用いた。それは、製造業者に
よって膨張性セラミック繊維ブランケットとして特徴付けられている。製品資料
に記載された材料の密度は、８６５ｋｇ／ｍ3（０．８６ｇ／ｃｍ3）であった。
【０１００】 比較例Ｄ ミネソタマイニング（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕ
ｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ（３Ｍ））から商品名「ＩＮＴＥＲＡＭ
Ｇ−Ｍａｔ」で入手できるマットをこの実施例のために用いた。それは、製造業
者によってグラファイトベース可撓性膨張マットとして特徴付けられている。こ
の製品の幾つかのサンプルの密度を測定し、平均で０．８５ｇ／ｃｍ3であった 。
【０１０１】 本発明の好ましい実施形態を詳細に論じ説明してきたが、クレームに規定され
たような本発明の真の精神および範囲を逸脱せずに、説明した実施形態の変更お
よび修正を当業者がなしうることは認められるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 21/12 Ｃ０９Ｋ 21/12 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｅ０４Ｂ 1/94 Ｆ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2E001 DE03 FA03 FA11 FA31 GA82 HA34 HC11 HD11 HE01 HE02 JC03 LA17 MA02 MA06 MA08 4H028 AA05 AA10 AA12 AA35 AA38 AA42 AA44 AB01 BA06 4J002 AB01X AB01Y AC01W AC03W AC06W AC07W AC08W AC09W AH00X BB03W BB12W BC03W BD04W BF02W BF03W BG04W BG05W CF06W DA026 DE127 DE147 DJ006 DK007 DL007 EW047 FA04X FD137 FD206 GL00

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 防火遮断材料の全乾燥重量に対して、結合剤少なくとも約２
    ５重量％と、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒドロキシル
    基を有する有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含み、密度が０よ
    り大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である防火遮断材料。
  2. 【請求項２】 前記結合剤がアクリレートポリマー、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、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、ポリクロロプレン、エチ
    レン／酢酸ビニル／アクリレートターポリマー、酢酸ビニル／ジオクチルマレエ
    ートコポリマーおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１に記
    載の防火遮断材料。
  3. 【請求項３】 前記結合剤がポリクロロプレンである、請求項１に記載の防
    火遮断材料。
  4. 【請求項４】 前記結合剤がエチレン／酢酸ビニル／アクリレートターポリ
    マーまたは酢酸ビニル／ジオクチルマレエートコポリマーである、請求項１に記
    載の防火遮断材料。
  5. 【請求項５】 難燃剤をさらに含む、請求項１に記載の防火遮断材料。
  6. 【請求項６】 前記難燃剤がエチレンジアミンホスフェート、マグネシウム
    アンモニウムホスフェート、ポリマー封入アンモニウムポリホスフェート、有機
    ホスフェート油、ガラスフリット、硼素含有化合物、アルミナ三水和物および酸
    化アンチモンからなる群から選択される、請求項５に記載の防火遮断材料。
  7. 【請求項７】 前記繊維がセルロース繊維を含む、請求項１に記載の防火遮
    断材料。
  8. 【請求項８】 前記繊維が木材繊維を含む、請求項１に記載の防火遮断材料
    。
  9. 【請求項９】 前記膨張性化合物が挿入グラファイトおよび水和アルカリ金
    属珪酸塩から成る群から選択される、請求項１に記載の防火遮断材料。
  10. 【請求項１０】 スポンジをさらに含む、請求項１に記載の防火遮断材料。
  11. 【請求項１１】 密度が約０．１〜約０．３ｇ／ｃｍ3の範囲である、請求 項１に記載の防火遮断材料。
  12. 【請求項１２】 防火遮断材料の全乾燥重量に対して、結合剤約２５〜８０
    重量％と、膨張性化合物約１０〜６０重量％と、ペンダントヒドロキシル基を有
    する有機材料を含む有機繊維約５〜６０重量％とを含み、密度が０より大から約
    ０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である防火遮断材料。
  13. 【請求項１３】 難燃剤をさらに含む、請求項１２に記載の防火遮断材料。
  14. 【請求項１４】 密度が約０．１〜約０．３ｇ／ｃｍ3の範囲である、請求 項１２に記載の防火遮断材料。
  15. 【請求項１５】 （ａ）防火遮断材料の全乾燥重量に対して、結合剤少なく
    とも約２５重量％と、膨張性化合物少なくとも約１０重量％と、ペンダントヒド
    ロキシル基を有する有機材料を含む有機繊維少なくとも約５重量％とを含む成分
    を提供する工程と、 （ｂ）前記成分を混ぜて混合物を形成する工程と、 （ｃ）前記混合物を発砲させる工程と、 （ｄ）前記発砲した混合物を基板上に置く工程と、 （ｅ）防火遮断材料を形成するために十分な時間にわたり前記発砲した混合物を
    乾燥する工程と を含む、密度が０より大から約０．３５ｇ／ｃｍ3の範囲である防火遮断材料を 製造する方法。
  16. 【請求項１６】 難燃剤をさらに含む、請求項１５に記載の製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記難燃剤がエチレンジアミンホスフェート、マグネシウ
    ムアンモニウムホスフェート、ポリマー封入アンモニウムポリホスフェート、有
    機ホスフェート油、ガラスフリット、硼素含有化合物、アルミナ三水和物および
    酸化アンチモンからなる群から選択される、請求項１５に記載の製造方法。
  18. 【請求項１８】 セルローススポンジをさらに含む、請求項１５に記載の製
    造方法。
  19. 【請求項１９】 密度が約０．１〜約０．３ｇ／ｃｍ3の範囲である、請求 項１５に記載の製造方法。
  20. 【請求項２０】 空気を含む気体を取り込むことにより前記発砲を達成する
    、請求項１５に記載の製造方法。
  21. 【請求項２１】 前記基板が剥離ライナーを含む、請求項１５に記載の製造
    方法。
  22. 【請求項２２】 前記結合剤がアクリレートポリマー、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、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、ポリクロロプレン、エ
    チレン／酢酸ビニル／アクリレートターポリマー、酢酸ビニル／ジオクチルマレ
    エートコポリマーおよびそれらの組合せからなる群から選択される、請求項１５
    に記載の製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記結合剤がポリクロロプレンである、請求項１５に記載
    の製造方法。
  24. 【請求項２４】 前記結合剤がエチレン／酢酸ビニル／アクリレートターポ
    リマーまたは酢酸ビニル／ジオクチルマレエートコポリマーである、請求項１５
    に記載の製造方法。
  25. 【請求項２５】 前記繊維がセルロース繊維を含む、請求項１５に記載の製
    造方法。
  26. 【請求項２６】 前記繊維が木材繊維を含む、請求項１５に記載の製造方法
    。
  27. 【請求項２７】 前記膨張性化合物が挿入グラファイトおよび水和アルカリ
    金属珪酸塩から成る群から選択される、請求項１５に記載の製造方法。
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