説明

建築用布帛

ポリテトラフルオロエチレン繊維から作られた第一表面と第二表面を有する布帛の層(a)および少なくとも布帛の第一表面に配置されたフルオロポリマー被膜(b)からなる建築用布帛として有用な物品。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は布帛に関し、より具体的には本発明は防水性、難燃性、柔軟性、耐久性があり美感を有する建築用布帛に関する。
【背景技術】
【0002】
建築用布帛とは、建築構造物または建築構造物の一部として使用される布帛である。建築用布帛は、典型的には風、太陽および雨などの要素から人を保護する。建築用布帛は、恒久的構造物または一時的構造物であってよい。もし一時的であれば、例えば、折畳み、巻取りまたは他の収納法により格納可能または除去可能であってよい。
【0003】
建築用布帛には幾つかの要求がある。建築用布帛は、組立ておよび使用の際に風および他の応力に抗するのに十分に丈夫でなければならない。建築用布帛は、折畳みまたは巻取りができて、強度と完全な状態が長時間にわたり維持されるように、柔軟性と耐久性がなければならない。建築用布帛は耐紫外線性でなければならない。紫外線は時間をかけて布帛を劣化し弱める。耐紫外線性の布帛は紫外線の曝露下で耐久性がある。建築用布帛は一般に難燃性かつ防水性でなければならない。建築用布帛は容易に継合わされ(あるいは「溶接され」)なければならない。また、建築用布帛は美感を有しなければならない。
【0004】
公知の建築用布帛は、PTFEで被覆されたグラスファイバー布帛からなる複合材料である。この製品はある程度の望ましい性質を有するが、適度な柔軟性がない。したがって、布帛の簡便な除去を必要とする用途には、この布帛を効率よく使用することができない。
【0005】
別の公知の建築用布帛は、ポリエステル布帛上にPVCまたはアクリル系の被膜を有する。これらの製品は柔軟性を有するが、耐久性は限られている。特別な処理をしなければ、これらの布帛は可燃性であり、紫外線下で劣化し易い。ある程度の量の曲げおよび紫外線曝露の後では、これらの製品には、布帛の傷ついた場所で水が布帛を透過可能になる、割れまたは他の欠陥が生じる。
【0006】
別の公知の建築用布帛は、Kelmartinらに対する米国特許No.6,770,577B2に開示された建築用布帛である。ここに開示されている物品は、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム(THVなどのフルオロポリマー接着剤をその孔中に含む)の少なくとも一つの複合材料膜に取り付けたポリテトラフルオロエチレン布帛を含む。この多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、物品を耐久性にし、美感を付与するために提供される。しかしながら、フィルムの付加はさらなる工程を必要とする。また、このフィルムは布帛またはTHV中の顔料または着色剤をぼかし易い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
経済的で、溶接可能で、防水性で、難燃性の建築用布帛が産業で必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン繊維から作られた第一表面と第二表面を有する布帛の層(a)および該布帛の該第一表面に配置されたフルオロポリマー被膜(b)からなる物品を提供する。別の実施態様において、本発明は布帛の第二表面に配置されたフルオロポリマー被膜をさらに含む。フルオロポリマー被膜は好ましくはTHVである。本発明の物品は好ましくは、防水性、難燃性であり、高いシーム強度を有する。この物品はまた、好ましくは、格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物(引張構造物など)用の建築用布帛であり、溶接により自身に接合されるように適合されている。
【0009】
別の側面において、本発明は、
(a)第一表面および第二表面を有し、ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む布帛の層を供給すること、
(b)該布帛の該第一表面にTHVを配置すること、および
(c)必要ならば、該布帛の該第二表面にTHVを配置すること
により、格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛の製造方法を提供する。
【0010】
別の側面において、本発明は、
(a)フルオロポリマー布帛を供給する工程、および
(b)THVを布帛上に押出し同時に第一ロールおよび第二ロール間で布帛および押出されたTHVを挟み付けることにより、フルオロポリマー布帛をTHVで押出被覆する工程
を含む、建築用布帛の製造方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
図中の数字を参照して本発明を説明する。図1は本発明の典型的実施態様による物品10の断面の光学顕微鏡写真である。この典型的実施態様において、物品10は建築用布帛である。物品10は、フルオロポリマー材料の繊維13、好ましくは特定用途に十分な強度を有するPTFE繊維、最も好ましくは延伸PTFE繊維から作られた布帛11を含む。布帛11は、図1に示す布帛11の各繊維の軸に直角および平行な断面図を構成する、たて方向およびよこ方向を有する。
【0012】
布帛11は第一表面20および第二表面21を有する。フルオロポリマー被膜12、好ましくはテトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンおよびフッ化ビニリデンの三元ポリマー(THV)が、たておよびよこ両方向に繊維13に沿って広がる第一表面20に隣接して配置され、繊維13の間に延在する。
【0013】
物品10は、フルオロポリマー被膜12によって覆われた第一表面20によってのみ建築用布帛として有用である。しかしながら、好ましい実施物は、第二表面21に配置され(そしてこの第二表面21から繊維13間に延在する)フルオロポリマー被膜12も有する。
【0014】
布帛11は耐紫外線性で難燃性の任意の材料である。この布帛はまた丈夫で、柔軟性および耐久性がなければならない。PTFE繊維が好ましい。延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維で作られた布帛が最も好ましい。
【0015】
フルオロポリマー被膜12は、耐紫外線性および難燃性の材料である。THVが好ましい。この好ましいフルオロポリマー被膜はまた都合がよいことに柔軟であり、布帛11に接着性があり(理論に制約される訳ではないが、THVは布帛11の繊維をカプセル化して化学的結合よりもむしろ機械的結合を形成可能であると考えられている)、透明または半透明である。好ましくは、布帛の両側の被膜は同じ材料である。THVは色、耐紫外線性(必要ならば、例えばPTFE布帛が使用されないならば)および耐燃性などの機能性のために充填できる。
【0016】
溶媒被覆または剥離層の使用もしくは不使用での積層などの他の方法は代わりの方法であるが、フルオロポリマー被膜12は好ましくは押出被覆により布帛11に適用される。図2は本発明の建築用布帛を製造する好ましい押出被覆工程を示す。布帛11をロール91および92の間を通し、フルオロポリマー被膜12を押出し機90から布帛11上に同時に押出す。ロール91および92の表面ならびにロールの温度と速度は、本発明を行うための重要な工程パラメーターである。これらのパラメーターの詳細は以下の実施例で示す。
【0017】
驚くことには、本発明の物品は建築用布帛としてよく機能することを本出願人は発見した。Kelmartinらの米国特許No.6,770,577B2に発表された常識とは反対に、本出願人はKelmartinが開示したPTFEフィルムなしで作られた建築用布帛は耐久性があり加工可能で美感を有することを発見した。この特許で述べているように、「THVのみを使って布帛を被覆すると、表面は粘着性のしみのある外観を有する。しかしながら本発明の物品の表面は均一に見えて粘着性がない。このことはまた加工性に予期しない改良をもたらす。製造の際に、この物品は加工ロールに付かず、加工ロールを被覆しない。」このように、本発明以前では多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの除去は望ましくないということは常識だったのである。
【0018】
さらに驚くことには、物品10は、シームシールの業界では公知の溶接技術を用い(例えば、PTFE/グラスファイバー布帛について)、それ自身にずっと容易にシームシールができる。これは、米国特許No.6,770,577B2に記載されている微多孔質PTFE要素を除いた結果である。いろいろなシーム技術が使用できる。本発明の布帛の重ね合わせた部分に熱(45秒間約235℃)と圧力を加えることにより、しっかりしたシームが形成される。適当なシームシール装置は、カリフォルニア州セリトスのAline Heat Sealing Corporationから入手できる部品番号HD−25の電気インパルスホットバー溶接機である。驚くことには、ウェッジ溶接およびホットエア溶接が使用できるように、高周波溶接もまた使用できる。本発明を使用して、現在使われている他の布帛のように特別な加工や付加的な接着剤またはシームテープの追加を必要とせずに、強度のある溶接部を容易に得ることができる。
【0019】
以下の実施例は本発明を説明することを意図しているが、本発明に制限を加えることはない。
【実施例】
【0020】
以下のようにして建築用布帛を調製した。
【0021】
一軸押出し機とスロットダイを用いて、淡褐色に着色されたTHV220(ミネソタ州オークデール、Dyneon, Inc)を250℃で押出した。押出されたTHV220は、二つのロールにより作り出されるニップ中に垂直下方に向けられる。ロールの一つはテフロン(登録商標)スリーブのEPDMゴムロールであり、他の一つはテフロン(登録商標)被覆した鉄鋼ロールである。押出しフィルムの厚さは175μmであった。EPDMロールは90℃の表面温度を有し、鉄鋼ロールは115℃の表面温度を有していた。これらのロールの表面速度は2.75m/分であった。延伸PTFE繊維で織られた布帛はW.L. Gore & Associates, Inc.から入手した。この布帛はたて糸18本/cm、よこ糸18本/cmの平織りであった。各たて糸および各よこ糸はそれぞれ二本の500デニールの延伸PTFE撚糸からなっていた。
【0022】
布帛は鉄鋼ロールの上でニップに入り、ニップ中で溶融したTHV220に押付けられた。この挟み付け力は130ニュートン/cmであった。ニップの作用により、THV220は布帛中の空隙に押込まれた。得られたTHV220/布帛複合材料は、押出しラインの終端にあるロールに巻き取られた。
【0023】
上記THV220/布帛複合材料は次いでもう一度押出しラインを走らせたが、赤に着色した溶融したTHV220の第二の被膜を、第一パスでは押出されていない布帛面に塗布した。この第二のパスについての装置条件は、第一のパスのものと同じである。本実施例において製造された材料を360−75と識別する。THV220/布帛複合材料の厚さは0.65mmであり、単位面積当りの質量は1240g/m2であった。
【0024】
試験
上記実施例により製造された布帛の各種性質について以下のように試験した。
【0025】
(1)防水性
装置:
RO/蒸留水
温度計
低静水圧試験機(ニュージャージー州ラムゼー、Alfred Suter Co.、型式番号 502 Suter LHPT)
タイマー
水循環器
試験片:
試験片寸法:直径4−1/2インチ(11.4cm)の円形試料
試料当り試験片数:3
状態調節:
試験前に21±1℃(70±2°F)、相対湿度65±2%で試験片を状態調節する。
【0026】
試験手順:
1.タンク中の水位をチェックする。
2.水位が低過ぎるならば、水を加える。
3.ポンプの電源を入れる。
4.水温が27±3℃(80±5°F)であることをチェックする。
4.1 水温が低すぎるならば、モーターを動かして水を加熱するか、加熱した水をタンクに加える。
4.2 水温が高過ぎるならば(あるいは試験中に高温になれば)、フリーザー中のアイスパックをタンク中に浮かべて温度を下げる、あるいは冷水を加える。
5.水のラインをパージする。
6.試験片面の側を下にして試験片ホルダーの下に置く。
7.試験片を所定の場所にクランプで固定する。
8.バルブを開けて水流を開始する。
9.タイマーを3分にセットする。
10.LPHT試験器のゲージが規定圧(1.1psig)に達したら、タイマーを始動させる。
11.水漏れについて各試験片をチェックする。水漏れする試料は不合格として報告される。水漏れしない試料は合格とする。
11.1 試験領域に水漏れが起きた場合にのみ不合格とする。
11.1.1 試験片のクランプで固定された端部またはこの端部から0.32cm(1/8インチ)以内で透過する水滴は考慮しない。
【0027】
実施例の材料の3試料を上記のように試験した。3試料はすべて水漏れなしで合格した。
【0028】
(2)難燃性
実施例の布帛を難燃性について以下のように試験した。
装置:
チリルバーナーを含むキャビネット
真鍮重り
金属製試験片ホルダーおよびクリップ
鋏または孔あけパンチ
試験片載置ブロック
ブタンライター
タイマー(10分の1秒)
使い捨て手袋
メートル定規(1mm目盛り)
ガス:純度99%のメタン
プラスチックバッグ
試験片:
試験片寸法:3インチ×12インチで、12インチ長さは試験方向に平行。
試料数:2
状態調節:
試験前に70±2°F、相対湿度65±2%で試験片を状態調節する。
【0029】
試験手順
1.上に規定したように試験片を切断する。
1.1.ガス圧が2.5±0.25psiであることを確認する。
1.2.電源を入れる(カウンター上の制御パネル)。
1.3.パイロットノブを僅かに反時計回りに回して、オンにする。
1.4.ブタンライターでパイロットに点火する。
1.5.パイロットノブを使ってパイロット寸法を1/8インチに調節する。パイロットフレームをその最低点から先端まで測定する。
1.6.フレーム点火タイマーを120秒にセットする。
1.7.各セットアップおよび試験セッション開始前にフレーム/ファンノブをフレームに回し、2分以上フレームを燃やす。
1.9.バーナーの底部のノブを時計回りに回してフレームの高さを増加させるか、あるいは反時計回りに回して高さを減少させて、フレーム高さを1.5インチにする。フレームの先端をフレームインジケーターの最高点に到達させる。
1.10.フレーム点火タイマーを12秒にリセットし、フレームを再点火する。
1.11.フレーム/ファンのノブをファンに回す。
1.12.金属製試験片ホルダーを載置ブロック上に置く。
1.13.金属製ホルダー中のダミー試験片を、ホルダーの下端に揃えたダミーの短い端部と揃える。
1.14.試験片ホルダーを閉じ、各辺の2ヶ所をクリップで固定し、ホルダー中でダミーが滑らかで平坦であることを確認する。
1.15.フレーム/ファンのノブをフレームに回す。
1.16.ブタンライターでフレームを点火する。
1.17.直ちにフレーム/ファンのノブをオフに回す。
1.18.試験片ホルダーを確実にキャビネット中に位置させる。
1.19.ホルダーがキャビネットの後ろのホルダーレストの溝に位置していること、及び試験片の下端の真中がバーナーの3/4インチ上方に中心決めされていることを確認する。
1.20.キャビネットドアおよびフードサッシを閉じる。
注:試験片はキャビネット中に置かれてから2分以内に試験しなければならない。
1.21.フレーム/ファンのノブをフレームに回して12秒フレームを開始する。
1.22.12秒フレームが一度消えたら、パイロットライトが適切な寸法であることを確認する。
1.23.ドア開放ボタンを押し、キャビネットを30秒間あるいは全ての煙およびガスが除去されるまで換気する。
1.24.必要ならば、パイロットライトを調節して、適切なパイロット寸法が維持されるまで必要なだけ1.15.ないし1.24.工程を繰返す。
【0030】
2.試験
2.1.金属製試験片ホルダーを載置ブロック上に置く
2.2.金属性ホルダー中の試験片を、試験片の短い端部をホルダーの下端に揃えた時に試験領域が識別マーキングを含まないように揃える。
2.3.試験片ホルダーを閉じ、各辺の2ヶ所をクリップで固定し、ホルダー中で試験片が滑らかで平坦であることを確認する。
2.4.フレーム/ファンのノブをフレームに回す。
2.5.ブタンライターでフレームを点火する。
2.6.直ちにフレーム/ファンのノブをオフに回す。
2.7.試験片ホルダーを確実にキャビネット中に位置させる。
2.8.ホルダーがキャビネットの後ろのホルダーレストの溝に位置していること、及び試験片の下端の真中がバーナーの3/4インチ上方に中心決めされていることを確認する。
2.9.キャビネットドアおよびフードを閉じる。
注:試験片はキャビネット中に置かれてから2分以内に試験しなければならない。
2.10.フレーム/ファンのノブをフレームに回して12秒フレームを開始する。
2.11.12秒フレームが消えた後、残炎時間および残燼時間、および溶解またはドリッピングの存在を測定し、実験室データベースに記録する。
2.11.1.残炎時間:フードに載せたタイマーを使って、点火フレームが消えた後材料が燃焼続けた秒数を0.1秒の精度で測定する。残燼時間の測定の有無に関わらず、試験片が赤熱するのを止めるまでファンをオンにしない。
2.11.2.残燼時間:自動タイマーを使って、フレームが消えた後材料が赤熱する秒数を0.1秒の精度で測定する。赤熱が炭化物長さに影響するため、残燼時間を評価していなくても赤熱を消さない。
2.11.3.溶解/ドリップ:溶解またはドリッピングの兆候を探す。
【0031】
難燃性を試験した実施例の材料は次の結果を示し、この材料は実際に難燃性であることを例証した。
【0032】
【表1】

【0033】
(3)シーム強度
2片の実施例の布帛を、各片の2.5インチ(6.35cm)が重なり合うようにたて方向に重なり合う関係で置いた。シームテープを使用せず、溶接する領域にはスカッフイングも研磨も行わなかった。Aline Welder 型式HD−25を用い230℃で45秒間重なり合いを溶接してシームを形成した。長さ方向をシームに直角にして幅2インチ(5.08cm)×長さ14インチ(35.5cm)で布帛のストリップを切出した。ゲージ長さ4インチ(10.16cm)、伸長速度2インチ(5.08cm)/分で、引張り試験機(型式5567、マサチューセッツ州ノーウッド、Instron Corporation)でシームを引っ張って、シーム強度を試験した。この様な試験片を5つ作った。結果を以下に表で示し、本発明の布帛にこの簡単な溶接技術を使って、非常に強度のあるシームが生成されたことを示す。布帛の公称強度の90%以上の強度を有するシームが望まれる。
【0034】
【表2】

【0035】
ここでは、本発明の具体的な実施態様について例示し記述したが、本発明はこのような例示および記述に限るべきではない。以下の特許請求の範囲内の本発明の一部として変化と改変が組入れられ実施できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の典型的実施態様による物品の断面の光学顕微鏡写真である。
【図2】本発明による物品を製造する典型的工程の模式的説明図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)第一表面および第二表面を有し、ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む、布帛の層、および
(b)該第一表面に配置され、該第一表面から該繊維間に延在する、フルオロポリマー被膜
から本質的になる、物品。
【請求項2】
さらに、該第二表面に配置され、該第二表面から該繊維間に延在するフルオロポリマー被膜から本質的になる、請求項1に記載の物品。
【請求項3】
該フルオロポリマー被膜がさらに添加物を含有する、請求項1に記載の物品。
【請求項4】
該添加物が顔料である、請求項3に記載の物品。
【請求項5】
該布帛が延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む、請求項2に記載の物品。
【請求項6】
該フルオロポリマー被膜がTHVである、請求項2に記載の物品。
【請求項7】
物品が防水性である、請求項2に記載の物品。
【請求項8】
物品が難燃性である、請求項2に記載の物品。
【請求項9】
物品が格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛である、請求項2に記載の物品。
【請求項10】
物品が格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛であり、溶接により自身に接合されるように適合されている、請求項2に記載の物品。
【請求項11】
該溶接がホットバー溶接である、請求項10に記載の物品。
【請求項12】
該溶接が高周波溶接である、請求項10に記載の物品。
【請求項13】
該溶接がホットエア溶接である、請求項10に記載の物品。
【請求項14】
該溶接がホットウェッジ溶接である、請求項10に記載の物品。
【請求項15】
該溶接が布帛の公称強度の90%以上の強度を有するシームを生成する、請求項10に記載の物品。
【請求項16】
物品が防水性である、請求項1に記載の物品。
【請求項17】
物品が難燃性である、請求項1に記載の物品。
【請求項18】
物品が格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛である、請求項1に記載の物品。
【請求項19】
物品が格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛であり、溶接により自身に接合されるように適合されている、請求項1に記載の物品。
【請求項20】
該溶接がホットバー溶接である、請求項19に記載の物品。
【請求項21】
該溶接が高周波溶接である、請求項19に記載の物品。
【請求項22】
該溶接がホットエア溶接である、請求項19に記載の物品。
【請求項23】
該溶接がホットウェッジ溶接である、請求項19に記載の物品。
【請求項24】
該溶接が布帛の公称強度の90%以上の強度を有するシームを生成する、請求項19に記載の物品。
【請求項25】
該布帛が延伸ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む、請求項1に記載の物品。
【請求項26】
該フルオロポリマー被膜がTHVである、請求項1に記載の物品。
【請求項27】
該フルオロポリマー被膜がさらに添加物を含有する、請求項2に記載の物品。
【請求項28】
該添加物が顔料である、請求項27に記載の物品。
【請求項29】
(a)第一表面および第二表面を有するフルオロポリマー布帛を供給する工程、および
(b)THVを布帛上に押出し同時に第一ロールおよび第二ロール間で布帛および押出されたTHVを挟み付けることにより、該フルオロポリマー布帛の第一表面をTHVで押出被覆する工程
を含む、建築用布帛の製造方法。
【請求項30】
THVを布帛上に押出し同時に第一ロールおよび第二ロール間で布帛および押出されたTHVを挟み付けることにより、該フルオロポリマー布帛の第二表面をTHVで押出被覆する工程をさらに含む、請求項29に記載の建築用布帛の製造方法。
【請求項31】
(a)第一表面および第二表面を有し、ポリテトラフルオロエチレン繊維を含む布帛の層を供給する工程、
(b)該布帛の該第一表面をTHVで被覆する工程、および
(c)該布帛の該第二表面をTHVで被覆する工程
を含む、格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛の製造方法。
【請求項32】
シームテープまたは研磨による表面前処理を有さない、溶接シームを含む、格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛。
【請求項33】
少なくとも二片のフルオロポリマー布帛を供給し、シームテープを使用せずまたは研磨による表面前処理なしで、該片を溶接する工程により形成される、格納可能な、一時的なまたは恒久的な構造物用の建築用布帛。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2009−502588(P2009−502588A)
【公表日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−525003(P2008−525003)
【出願日】平成18年7月21日(2006.7.21)
【国際出願番号】PCT/US2006/028330
【国際公開番号】WO2007/019014
【国際公開日】平成19年2月15日(2007.2.15)
【出願人】(598123677)ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド (279)
【Fターム(参考)】