熱防護材
発泡性グラファイトおよびポリマー樹脂を含む混合物が記載され、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、熱への暴露後、体積増および構造健全性を有する。任意に快適さ、可撓性、および耐液特性を保持しながら、布地および積層板の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させるための方法が記載される。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
消防士、産業労働者、および警察などは、彼らを多様な脅威から保護する衣服を必要とする。これらの作業者は極端な天候条件、危険な液体、熱および火炎からの防護を必要とする。特に、火炎からの防護は、衣服を通しての熱伝達により引き起こされる燃焼を自消すると共に、なお且つ防止する材料を必要とする。加えて、耐液および耐炎衣服は、機能を果たすため、または熱災害を防止するためにそれらの能力を伸ばすように熱ストレスの負担を減らすに十分なレベルの通気性を有することが好ましい。
【０００２】
役柄に合って自消性である多様な耐炎材料が開発されてきている。最も注目すべきものには、数例を挙げると、メタアラミド、モダクリル、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、パラアラミド、ポリジイミダゾ・ピリジニレン・ジヒドロキシ・フェニレン（ＰＩＰＤ）、メラミン、不燃性（ＦＲ）ポリエステル、ＦＲレーヨン、およびＦＲ綿が挙げられる。しかし、適する防熱材（熱伝達により引き起こされる火傷を減じるための）を提供するために、最も一般的な熱安定性絶縁層が付加される。例えば、構造的な消防材において、消防着は、一般的に、熱的に安定な自消性の外衣構造、防湿層（耐液性を提供するための）、および断熱裏地（熱および炎からの絶縁性を提供するための）からなる。厚さを増大させることにより極度の温度から使用者を防護する防熱材は周知である。しかし、厚さ増大により達成される防熱性の増大は、高い作業量または高い熱環境下で、使用者の熱ストレス負担に悪影響を及ぼす傾向がある。
【発明の概要】
【０００３】
本出願は、約２重量％〜約３０重量％の発泡性グラファイトおよび２００℃で１０3〜１０6ダイン／ｃｍ2間の弾性率および２００℃で０．１〜１０間のタンデルタを有する約３０重量％〜約９８重量％のポリマー樹脂を含むポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を記載し、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、９０秒間にわたる３００℃への暴露後、少なくとも２００％の最小体積増を有する。
【０００４】
また、任意に快適さ、可撓性、および耐液特性を保持しながら、布地および積層品の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させるための方法が記載される。特に、本明細書において記載される一つの実施形態は、それが炎と防液バリア間に配置される場合に、特定の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本明細書において記載される一つの実施形態の断面図の略図である。
【図２】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図３】本明細書において記載される一つの実施形態の略図である。
【図４】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図５】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図６】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図７】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図８】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図９ａ】個別ドットとして適用されるポリマー樹脂−発泡性グラファイトの略図である。
【図９ｂ】グリッド形状で適用されるパターンの一つの実施形態の略図である。
【図１０】組立品の略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
熱防護性能（ＴＰＰ）は第２度熱傷を記録するための時間に関すると共に、より高いＴＰＰ値を有する材料は、より良い熱傷防護を提供すると考えられる。一つの実施形態において、熱的に安定な布地の熱防護性能（ＴＰＰ）を改善し、それにより熱防護材を形成するための方法が記載される。別の実施形態において、それがその上に配置される基材の熱および／または炎防護特性を改善するポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が記載される。一つの方法において、熱防護材は、不燃性で熱安定性の布地を提供し、その一つの側面上に活性の防熱材を形成することにより形成される。図１に関して、熱防護材（１）の代表的な実施形態が示され、不燃性布地、および不連続に個々のドットの形状で熱安定性布地の一方の側面に塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物からなる活性防熱材（２０）からなる熱安定性布地（１０）が含まれる。一つの実施形態において、不燃性で熱安定性の布地（１０）、およびその上に形成される活性防熱材（２０）を含む熱防護材（１）は、本明細書において記載される方法により試験する場合に、活性防熱材なしの不燃性で熱安定性の布地（１０）のＴＰＰよりも少なくとも２カラリー／ｃｍ2大きいＴＰＰを有する。本明細書において記載される試験方法において、材料は、該活性防熱材が熱源に最も近くにある該熱安定性布地（１０）の反対側の面に位置付けられるように試験装置内で方向付けられる。防水通気性フィルム、例えば、通気性ポリウレタンなどの追加の材料層（１２）は、該活性防熱材が該追加層と熱安定性布地層の間にあるように、該活性防熱材に隣接した側で該材料に提供することが可能である。
【０００７】
別の実施形態において、約１４０ｇｓｍ以下のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を熱安定性基材に塗布することにより活性防熱材を提供することを含む、熱安定性布地などの熱安定性基材のＴＰＰを増大させるための、および該熱安定性布地に塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物約３５ｇｓｍ当り少なくとも約０．５カロリー／ｃｍ2分、該ＴＰＰを増大させるための方法が提供される。好ましくは、該ＴＰＰは該基材に塗布される混合物約３５ｇｓｍ当り少なくとも約１．０カロリー／ｃｍ2分増大し、約１４０ｇｓｍまでの混合物が該基材上に配置される。本明細書において記載される一部の実施形態において、熱防護材は、それによって、活性防熱材が提供されていない同じ材料と較べる場合に、活性防熱材を提供することにより、布地のＴＰＰが少なくとも１カロリー／ｃｍ2、または少なくとも２カロリー／ｃｍ2、または少なくとも３カロリー／ｃｍ2、または少なくとも４カロリー／ｃｍ2、または少なくとも５カロリー／ｃｍ2分またはそれ以上増大するように形成することができる。有利には、熱安定性布地および熱安定性布地複合材のＴＰＰは、周囲温度での重量、防熱材を有意に増大させることなく、または通気性を減じることなく本明細書において開示される本方法により増大する。一部の実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、約１００ｇｓｍ未満、または約７５ｇｓｍ未満、または約５０ｇｓｍ未満、または約２５ｇｓｍ未満で該熱安定性布地に塗布される。
【０００８】
代わりの実施形態において、図２に関して、不燃性布地を含む熱安定性布地（１０）の表面にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物の連続皮膜を塗布することにより活性防熱材（２０’）を形成することを含む、不燃性の（２０’）熱安定性布地（１０）のＴＰＰを増大させるための方法が提供される。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が連続的に塗布される場合に、該ポリマー樹脂が、例えば着用者の快適さが望まれる場合に通気性であることは好ましくあることが可能である。
【０００９】
不燃性積層品のＴＰＰを少なくとも３カロリー／ｃｍ2分増大させるための別の方法が提供される。一例として、図３および５に関して、不燃性布地および対流バリア（３０’）を含む熱安定性布地（１０）の不燃性積層品が、該熱安定性布地（１０）と該対流バリア（３０’）間の活性防熱材（２０）と共に提供され、熱防護積層品を形成する。対流バリア（３０）は少なくとも一つのバリア層（図５では３０）を含み、任意に、多バリア層（３３、３３’）は該対流バリア（図３では３０’）を形成するために用いることが可能である。該対流バリア（３０’）は、さらに、該対流バリアの望ましい特性を向上させることが可能であるモノリスのポリマー層（３５）などの追加層を含むことが可能である。一つの方法において、活性防熱材（２０）は、該対流バリア（３０または３０’）の一つの表面にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより形成されるか、または、代わりの実施形態において、活性防熱材（２０）は、積層の前に、該熱安定性布地（１０）の一つの表面に提供される。さらなる方法段階において、図３および５に示すように、該熱安定性布地（１０）および該対流バリア（３０）は、該２層を一緒に結合する該活性防熱材（２０）により結合される。該熱安定性布地（１０）と該対流バリア（３０）間に活性防熱材（２０）を提供することにより、活性防熱材なしの実質的に同じ構造の積層品に較べて、少なくとも３カロリー／ｃｍ2のＴＰＰ増大を有する熱防護積層品が形成される。さらなる任意の実施形態において、図４および５に例示するように、布地裏材（５０）は接着剤ドット（４０）などの接着により該積層品に貼り付けることが可能である。
【００１０】
代わりの実施形態において、図８に示す材料断面の略図により描かれるように、一つの方法は、熱安定性布地（１０）を提供し、対流バリア（３０）を接着ボンド（４０）により一方の側面に結合し、活性防熱材（２０）を該熱安定性布地の反対側の側面上で該対流バリア（３０）に塗布することを含む。任意に、裏地材布地（５０）はそれらの間の該活性防熱材により該対流バリア（３０）に結合することが可能である、すなわち、裏地材布地（５０）は該活性防熱材（２０）により該対流バリア（３０）に結合することが可能である。該活性防熱材を含む該積層品のＴＰＰは、該活性防熱材なしの実質的に同じ材料の積層品のＴＰＰよりも大きい。
【００１１】
さらなる実施形態において、図６および７に示す熱防護材の断面表示により例示されるように、熱安定性布地（１０）および対流バリア（３０）を含む不燃性積層品を提供し、活性防熱材−対流バリア複合材（６０または７０）を形成することを含む積層品の断熱能力を改善するための方法が提供される。一つの実施形態において、該活性防熱材−対流バリア複合材（６０または７０）を形成するための方法は、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材（２０または２１）を第１対流バリア（３０）に塗布し、第１対流バリアにそれを結合することにより、例えば、該活性防熱材により結合することによって第２対流バリア（３０’）を結び付けることを含む。この構成において、有利には、より高いＴＰＰは、表１に示すように、低断熱材料用の低いＣＬＯ値を保持しながら、活性防熱材−対流バリア複合材を形成することにより達成される。任意に、裏地材布地（５０）などの追加層は耐摩耗性またはさらに向上した断熱能力などの特性のために提供することが可能である。例えば、一部の実施形態において、熱安定性布地裏地材は付加することが可能である。適する熱安定性布地裏地材の例には、アラミド、ＦＲ綿、ＰＢＩ、ＰＢＯ、ＦＲレーヨン、モダクリル配合物、ポリアミン、炭素、ファイバーグラス、ＰＡＮ、ＰＴＦＥ、および混合物、およびそれらの組合せが挙げられる。該熱安定性布地（１０）および該裏地材布地（５０）は、例えば、接着取付け（４０）により該活性防熱材−対流バリア複合材料（６０または７０）に結合することが可能である。
【００１２】
一部の実施形態において、図２および７に示すように、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む該活性防熱材は、連続層として塗布することが可能であり、それによってそれが塗布される表面の実質的に１００％を覆う。しかし、例えば、向上した通気性が望まれる図３および４に描かれるように、該活性防熱材（２０）は、不連続的に塗布することが可能であり、この場合に１００％未満の表面被覆率が達成される。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む該活性防熱材が不連続的に塗布される場合に、該混合物は、５０％未満、または４０％未満または３５％未満、または３０％未満の表面被覆率を達成するように塗布することが可能である。一部の実施形態において、該活性防熱材材料は、約２０００μｍ以上の開き、または約２０００μｍ〜約５０００μｍの開きまたは約２０００μｍ〜約１００００μｍの開きを有する個々のドットとして塗布することが可能である。図９は、本発明用に適する二つの不連続パターン、例えば、それぞれが５０％未満の表面被覆率を有する、布地（１０）に塗布される活性防熱材（９０）のドット（図９ａ）および活性防熱材（９１）のグリッドパターン（図９ｂ）を示す。該用語ドットは、該混合物が円形、長円形、ダイアモンド形、楕円形、および長方形などに堆積することが可能であるあらゆる個別の形状または形態を包含するように意図されている。該活性防熱材は、該混合物の、外側の布地、該対流バリアのいずれかまたは両方への丈夫な結合を提供するやり方で、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより形成される。該塗布技術は、該発泡性グラファイト粒子が該熱安定性布地の一方の側面上に実質的に配置され、該熱安定性布地の断面全体を通して均一に分散されないように選択される。
【００１３】
一つの実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む該活性防熱材は、発泡後基材に結合されたまま残る発泡構造を形成する。該活性防熱材は、好ましくは、３００℃に加熱された対流オーブン中での９０秒の熱暴露後、少なくとも２００％、または少なくとも２５０％の厚さ増大、および発泡後状態での構造の健全性を有する。構造健全性とは、該活性防熱材が、発泡後、該基材を縮めるかまたは曲げる際に、実質的に分解するか、および／または該基材から剥げ落ちることなく、該基材に実質的に結合されたままで残ることを意味する。好ましくは、該活性防熱材は、発泡後、一体性を保持し、本明細書において記載される厚さ変化率試験に従って厚さ試験を行う場合に、実質的に分解するか、または該基材から剥げ落ちることなく圧縮に耐える。
【００１４】
一部の実施形態において、熱安定性布地は、さらに、約３００℃に加熱された対流オーブン中での９０秒の熱暴露後、少なくとも約１５０μｍの厚さ増大、または少なくとも約５００μｍの増大、または少なくとも約７５０μｍの増大、または少なくとも約１０００μｍの増大、または少なくとも約１５００μｍの厚さ増大まで膨張する該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材を含む。
【００１５】
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物での使用に適する発泡性グラファイトのフレークまたは粒子は、３４０℃に加熱され、本明細書において記載される膨張試験に従って試験される場合に、少なくとも２０００μｍの膨張、またはさらに好ましくは少なくとも３０００μｍの膨張を有する。好ましいグラファイト粒子は、それぞれ０．６９９ｍｍおよび０．０６６ｍｍのふるい目の開きにほぼ相当する２５〜２３０間の米国標準メッシュサイズに基づく平均メッシュサイズを有する。さらに好ましくは、該グラファイト粒子は、それぞれ０．２９７ｍｍおよび０．１０４ｍｍのふるい目の開きにほぼ相当する５０〜１５０間の平均メッシュサイズを有する。
【００１６】
一部の実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物で用いるポリマー樹脂には、３４０℃未満の融解または軟化温度を有するものが選択される。該発泡性グラファイトが３４０℃以下での熱暴露で実質的に発泡することを可能とするために十分に流動性を有するか、または変形可能であるポリマー樹脂は、一部の実施形態において特に有用である。該発泡性グラファイトの発泡を可能とするために十分に低く、発泡構造体の構造健全性を保持するために十分に高い伸長粘度を有するポリマー樹脂は、また、一部の実施形態において有用である。望ましい特性を有する布地および布地複合材を形成するために、２００℃での約１０3〜約１０8ダイン／ｃｍ2間の貯蔵弾性率、および約０．１〜約１０間のタンデルタを有するポリマー樹脂は選択することが可能である。２００℃で約１０6ダイン／ｃｍ2未満または２００℃で約１０4ダイン／ｃｍ2未満の貯蔵弾性率を有するポリマー樹脂は選択することが可能である。一部の実施形態で用いるために適するポリマー樹脂には、一部のエラストマーポリマーが挙げられる。一部の実施形態で用いるために適する他のポリマー樹脂は、モル・メルト（Ｍｏｒ−ｍｅｌｔ）Ｒ７００１Ｅ（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ．）からの）などの架橋性ポリウレタンを含んで架橋性である。他の実施形態において、適するポリマー樹脂には、デスモメルト（Ｄｅｓｍｏｍｅｌｔ）ＶＰ・ＫＡ８７０２（バイエル・マテリアル・サイエンス（Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）からの）などの約５０℃〜約２５０℃間の融解温度を有するいくつかの熱可塑性ポリマーが挙げられる。加えて、本明細書において記載される実施形態で用いるために適するポリマー樹脂には、ポリエステル、熱可塑性ポリウレタンおよび架橋性ポリウレタン、およびそれらの組合せに限定されないがそれらを含むポリマーが含まれる。一部の実施形態で用いるために適することが可能である他のポリマー樹脂には、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ビニルポリマー、ポリオレフィンから選択される１以上のポリマーが含まれる。一部の用途において適することが可能である他のポリマー樹脂にはシリコーンまたはエポキシが含まれる。
【００１７】
一部の実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、発泡すると、発泡グラファイトを含む複数の巻ひげを形成する。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物の全体表面積は、発泡前の同じ混合物と較べると有意に増大する。一つの実施形態において、該混合物の表面積増大は、発泡前の該混合物の表面積よりも少なくとも１０倍以上となる。別の実施形態において、該表面積増大は、発泡前の該混合物の表面積の少なくとも２０倍である。加えて、該混合物の発泡の際に形成される巻ひげは、該発泡混合物の芯から外側に延びることが可能である。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が不連続形態にある基材上に配置される実施形態において、巻ひげは不連続領域間の空地を少なくとも部分的に満たすように延びる。さらなる実施形態において、該巻ひげは引き延ばされ、少なくとも５対１の長さ対幅アスペクト比を有する。
【００１８】
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材材料を作製するための方法は、ポリマー樹脂を該発泡性グラファイトの発泡開始温度未満の温度で流動性を有するか、または変形可能とし、発泡性グラファイトを流動性ポリマー樹脂中に混合して該混合物を形成することを含んで提供される。他の方法において、発泡性グラファイトは、重合前に、該ポリマー樹脂として用いるためのモノマーまたはプレポリマーに添加することが可能である。別の実施形態において、方法はポリマー樹脂を溶解し、発泡性グラファイトを該ポリマーと混合し、該混合物を乾燥することを含む。全体混合物重量に対して約１重量％〜約５０重量％間の発泡性グラファイトは、該ポリマー樹脂に添加することが可能である。他の実施形態において、全体混合物重量に対して約１重量％〜約３０重量％間の発泡性グラファイト、または約３０重量％未満、または約２０重量％未満、または約１０重量％未満、または約５重量％未満の発泡性グラファイトが、該ポリマー樹脂に添加される。一部の実施形態において、該発泡性グラファイト粒子が、実質的に、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物中の該ポリマー樹脂内に含有されるか、および／またはそれによりカプセル化されることは望ましい。顔料、充填剤、抗菌薬、加工助剤および安定剤などの他の添加剤も、また、該混合物に添加することが可能である。一つの方法において、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む得られる活性防熱材は、最初に該混合物を該グラファイトの発泡開始温度未満の温度に加熱して該混合物を軟化させることにより塗布することが可能である。
【００１９】
本発明で用いるために適する熱安定性布地は、不燃性布地を含む織布、編物、または不織布であることが可能である。不燃性布地を含む熱安定性布地には、メタアラミド、パラアラミドまたはそれらの混合物を挙げることが可能である。熱安定性布地には、さらに、ＰＢＩ、ＰＢＯ、モダクリル、ＦＲ綿、ＦＲレーヨン、およびそれらの混合物を挙げることが可能である。
【００２０】
対流バリアは、対流熱源にさらされる場合に、その背後の層への対流熱伝達を防ぐかまたは減じることが可能である。本明細書において記載される実施形態で用いるための対流バリアは、熱暴露後約１０フレイザー未満の最大空気透過率を有する。さらに好ましくは、対流バリアは５フレイザー未満の熱暴露後空気透過率を有する。該対流バリアで用いるために適する熱安定性材料には熱安定性フィルムなどの材料が含まれ、ポリイミド、シリコーン、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、例えば高密度ＰＴＦＥまたは延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）などの材料が挙げられる。該対流バリアは単一層または多層を含むことが可能である。図６および７において、該対流バリアは多高分子層（３０および３０’）を含む。図６の実施形態において、対流バリア（３０）は、それらの間に配置される活性防熱材材料（２０）を有する二つの熱安定性フィルム（３０および３０’）からなることが可能である。一つの実施形態において、該活性防熱材材料は該対流バリアの多層を結合するために塗布される。
【００２１】
本明細書において記載される方法に従って試験し、活性防熱材なし、すなわち外側の布地と該対流バリア間の活性防熱材なしでの実質的に同じ材料により構築された材料と較べた場合に、１カロリー／ｃｍ2を超えるか、または２カロリー／ｃｍ2を超えるか、または３カロリー／ｃｍ2を超えるか、または４カロリー／ｃｍ2を超えるか、または５カロリー／ｃｍ2を超えるか、または６カロリー／ｃｍ2を超えるか、またはより高いＴＰＰ増大を達成しながら、約１０００ｇ／ｍ2／日を超え、約２０００ｇ／ｍ2／日を超え、約３０００ｇ／ｍ2／日を超え、約５０００ｇ／ｍ2／日を超え、約７０００ｇ／ｍ2／日を超え、約９０００ｇ／ｍ2／日を超え、約１００００ｇ／ｍ2／日を超えるか、またはより高いＭＶＴＲを有する熱防護材および積層品は、本明細書において記載される方法により作製することが可能である。
【００２２】
本明細書において記載される方法により作製される熱防護材は、好ましくは、例えば、高温環境中で作業する間着用者の快適性を向上させるために低い熱抵抗を有する。衣服中に組み込まれる場合に、低い熱抵抗を有する材料は、着用者の熱ストレスを減じる。低い熱抵抗は、本明細書において記載される試験方法により測定されるＣＬＯ値によって表すことができる。高いＣＬＯ値は高い熱抵抗を示す。本明細書において記載される方法により作製される熱防護材は、本明細書において記載される方法により作製され試験される場合に、活性防熱材なしでの実質的に同じに構築される材料に較べて、約１カロリー／ｃｍ2以上、または約２カロリー／ｃｍ2以上、または約３カロリー／ｃｍ2以上、または約４カロリー／ｃｍ2以上、または約５カロリー／ｃｍ2以上、または約６カロリー／ｃｍ2以上のＴＰＰ増大を達成しながら、約０．４５未満、または約０．４０未満、または約０．３０未満、または約０．２０未満、または約０．１５未満、または約０．１４未満、または約０．１３未満、または約０．１２未満のＣＬＯ値を有することが可能である。
【００２３】
本方法により作製される熱防護材および布地複合材は、衣服、テント、ブーツ、グローブおよび伝熱能力防護が必要とされる他の用途において有用であることが可能である。本明細書において記載される熱防護材は、また、対象物または装置の熱からの防護に適していることが見出されることが可能である。
【００２４】
本発明の範囲を限定することを意図することなく、以下の実施例は、いかに本発明が作製され用いることが可能であるかを示す。
（試験方法）
【００２５】
水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）
水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を測定するために用いる試験の説明を以下に記載する。該手順はフィルム、皮膜、および被覆製品を試験するために適することが見出されてきた。
【００２６】
この手順において、酢酸カリウム３５重量部および蒸留水１５重量部からなる溶液約７０ｍｌを、その口で６．５ｃｍ内径を有する１３３ｍｌのポリプロピレンカップ中に入れた。米国特許第４，８６２，７３０号明細書（クロスビー（Ｃｒｏｓｂｙ）に対する）に記載されている方法による試験で、約８５，０００ｇ／ｍ2／２４時間の最小ＭＶＴＲを有する発泡ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を、該カップの縁にヒートシールして、該溶液を含有するぴんと張って洩れない微小孔性のバリアを作り出した。
【００２７】
類似の発泡ＰＴＦＥ膜を水槽表面に取り付けた。該水槽組立品を、温度調節室および水循環槽を用いて２３℃プラス０．２℃に調節した。
【００２８】
試験しようとする試料を放置して、試験手順を行う前に温度２３℃および相対湿度５０％に調整した。該微小孔性高分子膜が該水槽表面に取り付けた該発泡ポリテトラフルオロエチレン膜と接触するように試料を置き、放置して、該カップ組立品の導入前に少なくとも１５分にわたり平衡状態に置いた。
【００２９】
該カップ組立品を最小１／１０００ｇ単位まで計量し、逆のやり方で該試験試料の中心上に置いた。
【００３０】
その方向での拡散による水の流れを提供する該水槽中の水と該飽和塩溶液間の推進力により、水輸送が行われた。該試料を１５分間にわたり試験し、次に、該カップ組立品を取り外し、１／１０００ｇ内で再度計量した。
【００３１】
該試料のＭＶＴＲを該カップ組立品の重量増から計算し、２４時間当り、試料表面積平方メートル当りの水のグラム数で表した。
重量
【００３２】
材料に関する重量測定をＡＳＴＭ・Ｄ７５１第１０項に指定されているように行った。
フレイザー／熱安定性対流バリア
【００３３】
対流バリアの熱安定性を測定するために、３８１ｍｍ（１５インチ）平方の材料試料を金属枠中に取り付け、次に、２６０℃（５００°Ｆ）で強制空気循環オーブン中に吊るした。５分間の暴露後、該試験片を該オーブンから取り外した。該試験片を放置して冷却した後に、該試験片の空気透過率を、ＡＳＴＭ・Ｄ７３７−７５“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＡＩＲ ＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹ ＯＦ ＴＥＸＴＩＬＥ ＦＡＢＲＩＣＳ”題の試験方法に従って試験した。５フレイザー未満の試験片を、熱安定性対流バリアとして考えた。
垂直燃焼試験
【００３４】
布地材料試料についてＡＳＴＭ・Ｄ６４１３試験方法に従って試験した。試料を１２秒間にわたり炎にさらした。残炎時間を３試料について平均した。２秒を超える残炎時間を有する布地を可燃性と考え、約２秒以下の残炎時間を有する布地を不燃性と考えた。
融解および熱安定性試験
【００３５】
布地材料の熱安定性を測定するためにこの試験を用いた。該試験はＮＦＰＡ１９７５第８．３項２００４版に記載されている熱安定性試験に基づく。該試験オーブンはＩＳＯ１７４９３に指定されている熱風循環オーブンであった。ＡＳＴＭ・Ｄ７５１、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｏａｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｔ Ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ８９−９３）に従って該試験を行ったが、以下の修正を行った：
・ １００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍ（４インチ×４インチ×１／８インチ）寸法のホウケイ酸ガラス板を用いた。
・ ２６５℃、＋３／−０℃（５１０°Ｆ、＋５／−０°Ｆ）の試験温度を用いた。
・ ガラス板をオーブンから取り外した後、最低１時間は試験片を放置して冷却した。
開いた時にガラス板にくっつくか、それ自身にくっつくか、または融解または滴りの証拠を示すあらゆる試料面は融解性と考えた。融解面の証拠のないあらゆる試料面は熱安定性と考えた。
発泡試験
【００３６】
発泡性グラファイト粒子の発泡を測定するためにＴＭＡ（熱加工分析）を用いた。発泡をＴＡインスツルメンツ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）ＴＭＡ２９４０機器を用いて試験した。試料を保持するために、約８ｍｍ径および１２ｍｍ高さ寸法のセラミック（アルミナ）ＴＧＡパンを用いた。約６ｍｍ径のマクロ発泡プローブを用いて、該パンの底をゼロに設定した。次に、該ＴＭＡプローブによる測定で約０．１〜０．３ｍｍ深さの発泡性グラファイトの薄片を該パン中に取り付けた。該炉を閉め、初期試料高さを測定した。該炉を１０℃／分の温度上昇速度で約２５℃から６００℃まで加熱した。ＴＭＡプローブ変位を温度に対してプロットし、該変位を発泡尺度として用いた。
厚さ変化試験
【００３７】
ポリマー樹脂発泡性グラファイト混合物の、それ自身の、および熱安定性基材に塗布された場合の厚さ変化を試験するために、この試験方法を用いた。混合物のみに関する厚さ変化を試験するために、該混合物をＰＴＦＥ金型中に注入して、約１／２”径および１／８”厚さの錠剤を得ると共に、該混合物が実質的に硬化した後に金型から取り外した。試料について、押さえ径（pressure foot diameter）が１”であることを除いて、ＡＳＴＭ・Ｄ７５１第９項に従って初期厚さを試験した。該機器を調整して約３．４ｐｓｉの圧力による力を該試験片にかけた。対流型オーブンを３００℃に設定し、温度が定常状態に達した後、試料を該オーブン中に導入し、９０秒間にわたり３００℃にさらした。９０秒後、該試料を該オーブンから取り外し、あらゆる皮膜のはげ取りを観察するために垂直方向に保持し、次に、放置して５分間にわたり冷却した。該試料についてオーブン暴露後の厚さを再測定した。該試験後厚さ変化および発泡構造の健全性を書き留めた。
ＣＬＯ
【００３８】
それからこの流れに対するその抵抗性を計算することができる、製品を貫流することができる熱の速度を測定するためにこの試験を用いた。該試験片を二つの板の間に挿入した。下の板を、皮膚温度を表すことを意味する一定温度３５℃に保持した。上の板は、熱伝達率ｈｃ（Ｗ／ｍ2／Ｋ）として報告される熱損失を測定する該板の中心に埋め込まれた熱流センサーを有し、逆数はその断熱性、Ｒｃｔ（ｍ2Ｋ／Ｗ）として報告された。ＣＬＯを以下の式により計算した：
ＣＬＯ＝０．１５５×Ｒｃｔ．
ＴＰＰ試験法
【００３９】
該材料の多試験片（６×６インチ）を、試験のために調製した。ＮＦＰＡ １９７１ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｆｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｆｉｒｅ Ｆｉｇｈｔｉｎｇ；Ｓｅｃｔｉｏｎ ６−１０ ｏｆ ｔｈｅ ２０００ ｅｄｉｔｉｏｎに従って、ＣＳＩ熱防護性能（ＴＰＰ）テスターを用いて熱抵抗を測定した。個々の材料を１／４”スペーサにより試験した。また、多材料レイアップによる全体品または組立品を、該試験法により指定されている接触構造形で試験した。
【実施例】
【００４０】
対流バリア１
【００４１】
実質的に、共有の米国特許第５，４１８，０５４Ａ号明細書に従って対流バリアを作製した。
ポリマー樹脂（ＰＲ）１：
【００４２】
難燃性ポリウレタン樹脂を、最初に米国特許第４，５３２，３１６号明細書に従って樹脂を形成し、次に、全体ポリマー樹脂の約２０重量％の量のリン系添加剤（アンチブレーズ（Ａｎｔｉｂｌａｚｅ）ＰＲ８２）を反応器中に添加することにより調製した。
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１：
【００４３】
難燃性で発泡性のグラファイトを有するポリマー樹脂の混合物を、以下のように調製した。発泡性グラファイトおよびポリマー樹脂の混合物を、約２０ｇの発泡性グラファイト（アズベリー・グラファイト・ミルズ（Ａｓｂｕｒｙ Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ）からのグレード（Ｇｒａｄｅ）３６２６）を約８０ｇのＰＲ１と混合することにより調製した。発泡性グラファイト薄片の該樹脂中への混合を、均一な分散液形成性ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１を確保するために、少なくとも１分間にわたり低剪断手動混合器を用いて約１００℃で行った。
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２
【００４４】
ポリマー樹脂および発泡性グラファイトを含む混合物を調製した。共有の米国特許第４，５３２，３１６号明細書に従ってポリマー樹脂を調製した。約２０ｇの発泡性グラファイト（アズベリー・グラファイト・ミルズからのグレード３６２６）を８０ｇの樹脂に添加して、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２を形成した。実質的にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１において記載される混合段階に従って混合を達成した。
実施例１：
【００４５】
活性防熱材を含む布地を以下のように調製した。サザーン・ミルズ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ）から市販されている７．５ｏｚ／ｙｄ２重量のデフェンダー（Ｄｅｆｅｎｄｅｒ）（商標）、ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）系の織物を、約３５グラム／平方メートル（ｇｓｍ）のレイダウン（laydown）により、該織物表面上の約３２％の被覆率を提供するようなやり方で、グラビアローラー（約４０ｐｓｉの圧力により約１００℃で）により該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２の個々のドットで被覆した。該グラビアロールは、セル深さ１２００μｍ、２５００μｍのセル開き、および２５００μｍの間隔を有する丸いドットパターンを有した。被覆織物を４８時間にわたり５０％ＲＨおよび２３℃で放置して硬化させた。
【００４６】
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２で被覆した該布地の試料について、本明細書において記載される方法により厚さ変化を試験した。オーブン暴露後、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、厚さが１５００μｍ増大し、基材から剥げ落ちることはなかった。
【００４７】
該ポリマー樹脂−グラファイト混合物２で被覆した該布地の試料についても、また、該被覆面が該ＴＰＰ熱源から面をそらした側にある個々の材料に対して、本明細書において記載される方法によりＴＰＰを試験し、皮膜なしの同じ織物の対照品と比較した。この実施例に従って調製した該試料は約２１．１カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。該対照品は約１６．２カロリー／ｃｍ２のＴＰＰを有した。
【００４８】
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２により被覆した該布地の試料について、本明細書において記載される方法に従っての多層レイアップ状態の全体品として試験した。実施例１の試料を、該ＴＰＰ熱源から面をそらす側の被覆面を有する外衣として提供した。クロステック（Ｃｒｏｓｓｔｅｃｈ）（商標）２Ｃ（Ｗ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツ（Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ）からの）を防湿層として用い、Ｑ−９（商標）織物（サザーン・ミルズ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ）からの）を断熱層として用いた。該全体品は約５９．３カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。対照全体品は、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２なしのデフェンダー・ノーメックス織物を外衣として用いることを除き同じ構造であった。該対照全体品は４３．８カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
実施例２：
【００４９】
ノーメックス面織物、対流バリアを含み、それらの間に活性防熱材を有する積層品を以下のように調製した。
【００５０】
３．３ｏｚ／ｙｄ２ノーメックスＩＩＩＡ平面織物、および対流バリア１を用いて積層品を作製した。該積層品を、織物実施例１に従うやり方で、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１の個々のドットを対流バリア１上に印刷することにより構築した。次に、該対流バリアを、約３０ｐｓｉの圧力での挟みを用いて該３．３ｏｚ／ｙｄ2ノーメックスＩＩＩＡ織物に付着させた。得られる積層品は、該対流バリアおよび該ノーメックスＩＩＩＡ織物不燃性面布地層、およびそれらの間にある活性防熱材を含む２層積層品であった。次に、該積層品を、張力を受けた状態でスチールドラム上に持ち上げ、放置して約５０％を超える相対湿度で約４８時間にわたり硬化させた。
【００５１】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従って可燃性、ＣＬＯおよびＭＶＴＲを評価した。垂直燃焼試験に従って試験した該試料は２秒未満の残炎時間を有する。該試料のＴＰＰを、該ノーメックス面布地側面が熱源にさらされるように該材料を方向付けることにより評価した。個別の試料試験に対する結果を表１に示す。
【００５２】
実施例２による該積層品の試料についても、また、本明細書において記載される方法に従っての多層レイアップ状態において図１０（１００）に示される全体品として試験した。該積層品実施例２の試料を、外衣層（１０３）としてのデフェンダー（商標）（サザーン・ミルズからの）に面するノーメックス面布地側面を有する該防湿層（１０２）として提供し、アラライト（Ａｒａｌｉｔｅ）（商標）織物（サザーン・ミルズからの）を該ＴＰＰセンサー（１０４）に面する遮熱裏地（１０１）として用いた。該全体品は約４６．４カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
実施例３：
【００５３】
ノーメックス面布地、対流バリア、およびそれらの間に活性防熱材を含み、さらに、アラミド裏材料布地を含む積層品を調製した。
【００５４】
実施例２からの該２層積層品を、個別のドットパターンにあるＰＲ１を暴露された対流バリア面（ノーメックスＩＩＩＡ面布地の反対側の）に塗布することによりさらに加工した。次に、１．７ｏｚ／ｙｄ２アラミド裏材料織布層を、接着印刷された２層積層品およびアラミド裏材料を追加の挟みを通して供給することにより、該２層積層品に付着させた。次に、この調製した３層積層品を、張力を受けた状態でスチールドラム上に持ち上げ、約５０％を超える相対湿度で約４８時間にわたり放置して硬化させた。
【００５５】
該材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＭＶＴＲを評価した。該試料のＴＰＰを、該ノーメックス面布地側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることにより評価した。結果を表１に示す。
【００５６】
実施例３に従って作製された積層品の試料について、また、本明細書において記載される方法に従っての多層レイアップ状態にある全体品として試験した。実施例３の積層品の試料を、外衣層としてのデフェンダー（商標）（サザーン・ミルズからの）に面する３．３ｏｚ／ｙｄ２ノーメックス面織物側面を有する該防湿層として提供し、アラライト（商標）織物（サザーン・ミルズからの）を該ＴＰＰセンサーに面する遮熱裏地として用いた。該全体品は約５０．５カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
実施例４：
【００５７】
ノーメックス面布地、ポリウレタンフィルム、およびそれらの間の活性防熱材を含み、さらに、アラミド裏材料布地を含む積層品を調製した。
【００５８】
オムニ・フレックス（Ｏｍｎｉ ｆｌｅｘ）（マサチューセッツ州、グリーンフィールドの）により部品番号１５４０で販売されている通気性モノリスの熱可塑性ポリウレタンフィルムを、該２層積層品を構築するために該対流バリア１の代わりに用いたことを除いて、実質的に実施例３の積層品により構築した。
【００５９】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを評価した。結果を表１に示す。
実施例５：
【００６０】
クロステック（商標）２Ｃ、対流バリア、およびそれらの間に活性防熱材を含む積層品を調製した。
【００６１】
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１の個々のドットを対流バリア１上に印刷し、次に、挟みを用いてクロステック（商標）２Ｃ（Ｗ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツから市販されている）のフィルム側面に付着させることにより、３層積層品を調製した。該個々のドットを、対流バリア１上の約３２％の表面被覆率を提供するようなやり方で、グラビアローラーにより印刷した。得られる積層品は、二つの対流バリア間に個々のパターンで塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を有する３層積層品であった。
【００６２】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを評価した。結果を表１に示す。
比較実施例１：
【００６３】
それらの間に活性防熱材なしでノーメックス織物および対流バリアを積層することにより複合材を調製した。発泡ＰＴＦＥ対流バリア、およびＷ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツ（メリーランド州、エルクトンの）から市販されているクロステック（商標）２Ｃとして販売されている３．３オンス／平方ヤードのノーメックス織物を含む複合材を調製した。
【００６４】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを試験した。結果を表１に示す。
【００６５】
比較実施例１により作製された該積層品の試料についても、また、本明細書において記載される方法に従って多層レイアップ状態での全体品として試験した。該比較実施例１の試料を、外衣層としてのデフェンダー（商標）（サザーン・ミルズからの）に面する３．３ｏｚ／ｙｄ２ノーメックス面織物側面を有する防湿層として提供し、アラライト（商標）織物（サザーン・ミルズからの）を該ＴＰＰセンサーに面する遮熱裏地として用いた。該全体品は約４０．８カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
比較実施例２：
【００６６】
活性防熱材なしでクロステック（商標）２Ｃ、およびアラミド裏材料を含む積層品を調製した。
【００６７】
Ｗ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツから市販されているクロステック２Ｃおよび１．７ｏｚ／ｙｄ２アラミド裏地を含む試料を積層することにより、３層積層品を作製した。
【００６８】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを試験した。結果を表１に示す。
実施例６：
【００６９】
クロステック２Ｃ、アラミド裏材料布地、およびそれらの間に活性防熱材を含む積層品を調製した。
【００７０】
個々のドットパターン状態にあるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１をクロステック（商標）２Ｃ材料の暴露されたｅＰＴＦＥ側面に塗布し、１．７ｏｚ／ｙｄ2アラミド裏材料織布層を、該２層積層品および該アラミド裏材料を追加の挟みを通して供給することによって該ｅＰＴＦＥ側面に接着することにより、３層積層品を構築した。次に、この調製した３層積層品を、張力を受けた状態でスチールドラム上に持ち上げ、約５０％を超える相対湿度で約４８時間にわたり放置して硬化させた。
【００７１】
該材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよび熱防護性能を評価した。該クロステック（商標）２Ｃ材料の該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けた。結果を表１に提供する。
【表１】
【００７２】
本発明の特定の実施形態が本明細書において説明され記載されてきたが、一方で、本発明はこうした説明および記載に限定されるべきではない。変更および修正が以下のクレームの範囲内の本発明の一部として組み込まれ、具体化することが可能であることは明白であるはずである。
【背景技術】
【０００１】
消防士、産業労働者、および警察などは、彼らを多様な脅威から保護する衣服を必要とする。これらの作業者は極端な天候条件、危険な液体、熱および火炎からの防護を必要とする。特に、火炎からの防護は、衣服を通しての熱伝達により引き起こされる燃焼を自消すると共に、なお且つ防止する材料を必要とする。加えて、耐液および耐炎衣服は、機能を果たすため、または熱災害を防止するためにそれらの能力を伸ばすように熱ストレスの負担を減らすに十分なレベルの通気性を有することが好ましい。
【０００２】
役柄に合って自消性である多様な耐炎材料が開発されてきている。最も注目すべきものには、数例を挙げると、メタアラミド、モダクリル、ポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、パラアラミド、ポリジイミダゾ・ピリジニレン・ジヒドロキシ・フェニレン（ＰＩＰＤ）、メラミン、不燃性（ＦＲ）ポリエステル、ＦＲレーヨン、およびＦＲ綿が挙げられる。しかし、適する防熱材（熱伝達により引き起こされる火傷を減じるための）を提供するために、最も一般的な熱安定性絶縁層が付加される。例えば、構造的な消防材において、消防着は、一般的に、熱的に安定な自消性の外衣構造、防湿層（耐液性を提供するための）、および断熱裏地（熱および炎からの絶縁性を提供するための）からなる。厚さを増大させることにより極度の温度から使用者を防護する防熱材は周知である。しかし、厚さ増大により達成される防熱性の増大は、高い作業量または高い熱環境下で、使用者の熱ストレス負担に悪影響を及ぼす傾向がある。
【発明の概要】
【０００３】
本出願は、約２重量％〜約３０重量％の発泡性グラファイトおよび２００℃で１０3〜１０6ダイン／ｃｍ2間の弾性率および２００℃で０．１〜１０間のタンデルタを有する約３０重量％〜約９８重量％のポリマー樹脂を含むポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を記載し、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、９０秒間にわたる３００℃への暴露後、少なくとも２００％の最小体積増を有する。
【０００４】
また、任意に快適さ、可撓性、および耐液特性を保持しながら、布地および積層品の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させるための方法が記載される。特に、本明細書において記載される一つの実施形態は、それが炎と防液バリア間に配置される場合に、特定の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本明細書において記載される一つの実施形態の断面図の略図である。
【図２】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図３】本明細書において記載される一つの実施形態の略図である。
【図４】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図５】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図６】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図７】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図８】本明細書において記載される別の実施形態の断面図の略図である。
【図９ａ】個別ドットとして適用されるポリマー樹脂−発泡性グラファイトの略図である。
【図９ｂ】グリッド形状で適用されるパターンの一つの実施形態の略図である。
【図１０】組立品の略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
熱防護性能（ＴＰＰ）は第２度熱傷を記録するための時間に関すると共に、より高いＴＰＰ値を有する材料は、より良い熱傷防護を提供すると考えられる。一つの実施形態において、熱的に安定な布地の熱防護性能（ＴＰＰ）を改善し、それにより熱防護材を形成するための方法が記載される。別の実施形態において、それがその上に配置される基材の熱および／または炎防護特性を改善するポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が記載される。一つの方法において、熱防護材は、不燃性で熱安定性の布地を提供し、その一つの側面上に活性の防熱材を形成することにより形成される。図１に関して、熱防護材（１）の代表的な実施形態が示され、不燃性布地、および不連続に個々のドットの形状で熱安定性布地の一方の側面に塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物からなる活性防熱材（２０）からなる熱安定性布地（１０）が含まれる。一つの実施形態において、不燃性で熱安定性の布地（１０）、およびその上に形成される活性防熱材（２０）を含む熱防護材（１）は、本明細書において記載される方法により試験する場合に、活性防熱材なしの不燃性で熱安定性の布地（１０）のＴＰＰよりも少なくとも２カラリー／ｃｍ2大きいＴＰＰを有する。本明細書において記載される試験方法において、材料は、該活性防熱材が熱源に最も近くにある該熱安定性布地（１０）の反対側の面に位置付けられるように試験装置内で方向付けられる。防水通気性フィルム、例えば、通気性ポリウレタンなどの追加の材料層（１２）は、該活性防熱材が該追加層と熱安定性布地層の間にあるように、該活性防熱材に隣接した側で該材料に提供することが可能である。
【０００７】
別の実施形態において、約１４０ｇｓｍ以下のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を熱安定性基材に塗布することにより活性防熱材を提供することを含む、熱安定性布地などの熱安定性基材のＴＰＰを増大させるための、および該熱安定性布地に塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物約３５ｇｓｍ当り少なくとも約０．５カロリー／ｃｍ2分、該ＴＰＰを増大させるための方法が提供される。好ましくは、該ＴＰＰは該基材に塗布される混合物約３５ｇｓｍ当り少なくとも約１．０カロリー／ｃｍ2分増大し、約１４０ｇｓｍまでの混合物が該基材上に配置される。本明細書において記載される一部の実施形態において、熱防護材は、それによって、活性防熱材が提供されていない同じ材料と較べる場合に、活性防熱材を提供することにより、布地のＴＰＰが少なくとも１カロリー／ｃｍ2、または少なくとも２カロリー／ｃｍ2、または少なくとも３カロリー／ｃｍ2、または少なくとも４カロリー／ｃｍ2、または少なくとも５カロリー／ｃｍ2分またはそれ以上増大するように形成することができる。有利には、熱安定性布地および熱安定性布地複合材のＴＰＰは、周囲温度での重量、防熱材を有意に増大させることなく、または通気性を減じることなく本明細書において開示される本方法により増大する。一部の実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、約１００ｇｓｍ未満、または約７５ｇｓｍ未満、または約５０ｇｓｍ未満、または約２５ｇｓｍ未満で該熱安定性布地に塗布される。
【０００８】
代わりの実施形態において、図２に関して、不燃性布地を含む熱安定性布地（１０）の表面にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物の連続皮膜を塗布することにより活性防熱材（２０’）を形成することを含む、不燃性の（２０’）熱安定性布地（１０）のＴＰＰを増大させるための方法が提供される。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が連続的に塗布される場合に、該ポリマー樹脂が、例えば着用者の快適さが望まれる場合に通気性であることは好ましくあることが可能である。
【０００９】
不燃性積層品のＴＰＰを少なくとも３カロリー／ｃｍ2分増大させるための別の方法が提供される。一例として、図３および５に関して、不燃性布地および対流バリア（３０’）を含む熱安定性布地（１０）の不燃性積層品が、該熱安定性布地（１０）と該対流バリア（３０’）間の活性防熱材（２０）と共に提供され、熱防護積層品を形成する。対流バリア（３０）は少なくとも一つのバリア層（図５では３０）を含み、任意に、多バリア層（３３、３３’）は該対流バリア（図３では３０’）を形成するために用いることが可能である。該対流バリア（３０’）は、さらに、該対流バリアの望ましい特性を向上させることが可能であるモノリスのポリマー層（３５）などの追加層を含むことが可能である。一つの方法において、活性防熱材（２０）は、該対流バリア（３０または３０’）の一つの表面にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより形成されるか、または、代わりの実施形態において、活性防熱材（２０）は、積層の前に、該熱安定性布地（１０）の一つの表面に提供される。さらなる方法段階において、図３および５に示すように、該熱安定性布地（１０）および該対流バリア（３０）は、該２層を一緒に結合する該活性防熱材（２０）により結合される。該熱安定性布地（１０）と該対流バリア（３０）間に活性防熱材（２０）を提供することにより、活性防熱材なしの実質的に同じ構造の積層品に較べて、少なくとも３カロリー／ｃｍ2のＴＰＰ増大を有する熱防護積層品が形成される。さらなる任意の実施形態において、図４および５に例示するように、布地裏材（５０）は接着剤ドット（４０）などの接着により該積層品に貼り付けることが可能である。
【００１０】
代わりの実施形態において、図８に示す材料断面の略図により描かれるように、一つの方法は、熱安定性布地（１０）を提供し、対流バリア（３０）を接着ボンド（４０）により一方の側面に結合し、活性防熱材（２０）を該熱安定性布地の反対側の側面上で該対流バリア（３０）に塗布することを含む。任意に、裏地材布地（５０）はそれらの間の該活性防熱材により該対流バリア（３０）に結合することが可能である、すなわち、裏地材布地（５０）は該活性防熱材（２０）により該対流バリア（３０）に結合することが可能である。該活性防熱材を含む該積層品のＴＰＰは、該活性防熱材なしの実質的に同じ材料の積層品のＴＰＰよりも大きい。
【００１１】
さらなる実施形態において、図６および７に示す熱防護材の断面表示により例示されるように、熱安定性布地（１０）および対流バリア（３０）を含む不燃性積層品を提供し、活性防熱材−対流バリア複合材（６０または７０）を形成することを含む積層品の断熱能力を改善するための方法が提供される。一つの実施形態において、該活性防熱材−対流バリア複合材（６０または７０）を形成するための方法は、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材（２０または２１）を第１対流バリア（３０）に塗布し、第１対流バリアにそれを結合することにより、例えば、該活性防熱材により結合することによって第２対流バリア（３０’）を結び付けることを含む。この構成において、有利には、より高いＴＰＰは、表１に示すように、低断熱材料用の低いＣＬＯ値を保持しながら、活性防熱材−対流バリア複合材を形成することにより達成される。任意に、裏地材布地（５０）などの追加層は耐摩耗性またはさらに向上した断熱能力などの特性のために提供することが可能である。例えば、一部の実施形態において、熱安定性布地裏地材は付加することが可能である。適する熱安定性布地裏地材の例には、アラミド、ＦＲ綿、ＰＢＩ、ＰＢＯ、ＦＲレーヨン、モダクリル配合物、ポリアミン、炭素、ファイバーグラス、ＰＡＮ、ＰＴＦＥ、および混合物、およびそれらの組合せが挙げられる。該熱安定性布地（１０）および該裏地材布地（５０）は、例えば、接着取付け（４０）により該活性防熱材−対流バリア複合材料（６０または７０）に結合することが可能である。
【００１２】
一部の実施形態において、図２および７に示すように、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む該活性防熱材は、連続層として塗布することが可能であり、それによってそれが塗布される表面の実質的に１００％を覆う。しかし、例えば、向上した通気性が望まれる図３および４に描かれるように、該活性防熱材（２０）は、不連続的に塗布することが可能であり、この場合に１００％未満の表面被覆率が達成される。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む該活性防熱材が不連続的に塗布される場合に、該混合物は、５０％未満、または４０％未満または３５％未満、または３０％未満の表面被覆率を達成するように塗布することが可能である。一部の実施形態において、該活性防熱材材料は、約２０００μｍ以上の開き、または約２０００μｍ〜約５０００μｍの開きまたは約２０００μｍ〜約１００００μｍの開きを有する個々のドットとして塗布することが可能である。図９は、本発明用に適する二つの不連続パターン、例えば、それぞれが５０％未満の表面被覆率を有する、布地（１０）に塗布される活性防熱材（９０）のドット（図９ａ）および活性防熱材（９１）のグリッドパターン（図９ｂ）を示す。該用語ドットは、該混合物が円形、長円形、ダイアモンド形、楕円形、および長方形などに堆積することが可能であるあらゆる個別の形状または形態を包含するように意図されている。該活性防熱材は、該混合物の、外側の布地、該対流バリアのいずれかまたは両方への丈夫な結合を提供するやり方で、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより形成される。該塗布技術は、該発泡性グラファイト粒子が該熱安定性布地の一方の側面上に実質的に配置され、該熱安定性布地の断面全体を通して均一に分散されないように選択される。
【００１３】
一つの実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む該活性防熱材は、発泡後基材に結合されたまま残る発泡構造を形成する。該活性防熱材は、好ましくは、３００℃に加熱された対流オーブン中での９０秒の熱暴露後、少なくとも２００％、または少なくとも２５０％の厚さ増大、および発泡後状態での構造の健全性を有する。構造健全性とは、該活性防熱材が、発泡後、該基材を縮めるかまたは曲げる際に、実質的に分解するか、および／または該基材から剥げ落ちることなく、該基材に実質的に結合されたままで残ることを意味する。好ましくは、該活性防熱材は、発泡後、一体性を保持し、本明細書において記載される厚さ変化率試験に従って厚さ試験を行う場合に、実質的に分解するか、または該基材から剥げ落ちることなく圧縮に耐える。
【００１４】
一部の実施形態において、熱安定性布地は、さらに、約３００℃に加熱された対流オーブン中での９０秒の熱暴露後、少なくとも約１５０μｍの厚さ増大、または少なくとも約５００μｍの増大、または少なくとも約７５０μｍの増大、または少なくとも約１０００μｍの増大、または少なくとも約１５００μｍの厚さ増大まで膨張する該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材を含む。
【００１５】
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物での使用に適する発泡性グラファイトのフレークまたは粒子は、３４０℃に加熱され、本明細書において記載される膨張試験に従って試験される場合に、少なくとも２０００μｍの膨張、またはさらに好ましくは少なくとも３０００μｍの膨張を有する。好ましいグラファイト粒子は、それぞれ０．６９９ｍｍおよび０．０６６ｍｍのふるい目の開きにほぼ相当する２５〜２３０間の米国標準メッシュサイズに基づく平均メッシュサイズを有する。さらに好ましくは、該グラファイト粒子は、それぞれ０．２９７ｍｍおよび０．１０４ｍｍのふるい目の開きにほぼ相当する５０〜１５０間の平均メッシュサイズを有する。
【００１６】
一部の実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物で用いるポリマー樹脂には、３４０℃未満の融解または軟化温度を有するものが選択される。該発泡性グラファイトが３４０℃以下での熱暴露で実質的に発泡することを可能とするために十分に流動性を有するか、または変形可能であるポリマー樹脂は、一部の実施形態において特に有用である。該発泡性グラファイトの発泡を可能とするために十分に低く、発泡構造体の構造健全性を保持するために十分に高い伸長粘度を有するポリマー樹脂は、また、一部の実施形態において有用である。望ましい特性を有する布地および布地複合材を形成するために、２００℃での約１０3〜約１０8ダイン／ｃｍ2間の貯蔵弾性率、および約０．１〜約１０間のタンデルタを有するポリマー樹脂は選択することが可能である。２００℃で約１０6ダイン／ｃｍ2未満または２００℃で約１０4ダイン／ｃｍ2未満の貯蔵弾性率を有するポリマー樹脂は選択することが可能である。一部の実施形態で用いるために適するポリマー樹脂には、一部のエラストマーポリマーが挙げられる。一部の実施形態で用いるために適する他のポリマー樹脂は、モル・メルト（Ｍｏｒ−ｍｅｌｔ）Ｒ７００１Ｅ（ローム・アンド・ハース（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ．）からの）などの架橋性ポリウレタンを含んで架橋性である。他の実施形態において、適するポリマー樹脂には、デスモメルト（Ｄｅｓｍｏｍｅｌｔ）ＶＰ・ＫＡ８７０２（バイエル・マテリアル・サイエンス（Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ）からの）などの約５０℃〜約２５０℃間の融解温度を有するいくつかの熱可塑性ポリマーが挙げられる。加えて、本明細書において記載される実施形態で用いるために適するポリマー樹脂には、ポリエステル、熱可塑性ポリウレタンおよび架橋性ポリウレタン、およびそれらの組合せに限定されないがそれらを含むポリマーが含まれる。一部の実施形態で用いるために適することが可能である他のポリマー樹脂には、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ビニルポリマー、ポリオレフィンから選択される１以上のポリマーが含まれる。一部の用途において適することが可能である他のポリマー樹脂にはシリコーンまたはエポキシが含まれる。
【００１７】
一部の実施形態において、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、発泡すると、発泡グラファイトを含む複数の巻ひげを形成する。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物の全体表面積は、発泡前の同じ混合物と較べると有意に増大する。一つの実施形態において、該混合物の表面積増大は、発泡前の該混合物の表面積よりも少なくとも１０倍以上となる。別の実施形態において、該表面積増大は、発泡前の該混合物の表面積の少なくとも２０倍である。加えて、該混合物の発泡の際に形成される巻ひげは、該発泡混合物の芯から外側に延びることが可能である。該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が不連続形態にある基材上に配置される実施形態において、巻ひげは不連続領域間の空地を少なくとも部分的に満たすように延びる。さらなる実施形態において、該巻ひげは引き延ばされ、少なくとも５対１の長さ対幅アスペクト比を有する。
【００１８】
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材材料を作製するための方法は、ポリマー樹脂を該発泡性グラファイトの発泡開始温度未満の温度で流動性を有するか、または変形可能とし、発泡性グラファイトを流動性ポリマー樹脂中に混合して該混合物を形成することを含んで提供される。他の方法において、発泡性グラファイトは、重合前に、該ポリマー樹脂として用いるためのモノマーまたはプレポリマーに添加することが可能である。別の実施形態において、方法はポリマー樹脂を溶解し、発泡性グラファイトを該ポリマーと混合し、該混合物を乾燥することを含む。全体混合物重量に対して約１重量％〜約５０重量％間の発泡性グラファイトは、該ポリマー樹脂に添加することが可能である。他の実施形態において、全体混合物重量に対して約１重量％〜約３０重量％間の発泡性グラファイト、または約３０重量％未満、または約２０重量％未満、または約１０重量％未満、または約５重量％未満の発泡性グラファイトが、該ポリマー樹脂に添加される。一部の実施形態において、該発泡性グラファイト粒子が、実質的に、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物中の該ポリマー樹脂内に含有されるか、および／またはそれによりカプセル化されることは望ましい。顔料、充填剤、抗菌薬、加工助剤および安定剤などの他の添加剤も、また、該混合物に添加することが可能である。一つの方法において、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む得られる活性防熱材は、最初に該混合物を該グラファイトの発泡開始温度未満の温度に加熱して該混合物を軟化させることにより塗布することが可能である。
【００１９】
本発明で用いるために適する熱安定性布地は、不燃性布地を含む織布、編物、または不織布であることが可能である。不燃性布地を含む熱安定性布地には、メタアラミド、パラアラミドまたはそれらの混合物を挙げることが可能である。熱安定性布地には、さらに、ＰＢＩ、ＰＢＯ、モダクリル、ＦＲ綿、ＦＲレーヨン、およびそれらの混合物を挙げることが可能である。
【００２０】
対流バリアは、対流熱源にさらされる場合に、その背後の層への対流熱伝達を防ぐかまたは減じることが可能である。本明細書において記載される実施形態で用いるための対流バリアは、熱暴露後約１０フレイザー未満の最大空気透過率を有する。さらに好ましくは、対流バリアは５フレイザー未満の熱暴露後空気透過率を有する。該対流バリアで用いるために適する熱安定性材料には熱安定性フィルムなどの材料が含まれ、ポリイミド、シリコーン、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、例えば高密度ＰＴＦＥまたは延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）などの材料が挙げられる。該対流バリアは単一層または多層を含むことが可能である。図６および７において、該対流バリアは多高分子層（３０および３０’）を含む。図６の実施形態において、対流バリア（３０）は、それらの間に配置される活性防熱材材料（２０）を有する二つの熱安定性フィルム（３０および３０’）からなることが可能である。一つの実施形態において、該活性防熱材材料は該対流バリアの多層を結合するために塗布される。
【００２１】
本明細書において記載される方法に従って試験し、活性防熱材なし、すなわち外側の布地と該対流バリア間の活性防熱材なしでの実質的に同じ材料により構築された材料と較べた場合に、１カロリー／ｃｍ2を超えるか、または２カロリー／ｃｍ2を超えるか、または３カロリー／ｃｍ2を超えるか、または４カロリー／ｃｍ2を超えるか、または５カロリー／ｃｍ2を超えるか、または６カロリー／ｃｍ2を超えるか、またはより高いＴＰＰ増大を達成しながら、約１０００ｇ／ｍ2／日を超え、約２０００ｇ／ｍ2／日を超え、約３０００ｇ／ｍ2／日を超え、約５０００ｇ／ｍ2／日を超え、約７０００ｇ／ｍ2／日を超え、約９０００ｇ／ｍ2／日を超え、約１００００ｇ／ｍ2／日を超えるか、またはより高いＭＶＴＲを有する熱防護材および積層品は、本明細書において記載される方法により作製することが可能である。
【００２２】
本明細書において記載される方法により作製される熱防護材は、好ましくは、例えば、高温環境中で作業する間着用者の快適性を向上させるために低い熱抵抗を有する。衣服中に組み込まれる場合に、低い熱抵抗を有する材料は、着用者の熱ストレスを減じる。低い熱抵抗は、本明細書において記載される試験方法により測定されるＣＬＯ値によって表すことができる。高いＣＬＯ値は高い熱抵抗を示す。本明細書において記載される方法により作製される熱防護材は、本明細書において記載される方法により作製され試験される場合に、活性防熱材なしでの実質的に同じに構築される材料に較べて、約１カロリー／ｃｍ2以上、または約２カロリー／ｃｍ2以上、または約３カロリー／ｃｍ2以上、または約４カロリー／ｃｍ2以上、または約５カロリー／ｃｍ2以上、または約６カロリー／ｃｍ2以上のＴＰＰ増大を達成しながら、約０．４５未満、または約０．４０未満、または約０．３０未満、または約０．２０未満、または約０．１５未満、または約０．１４未満、または約０．１３未満、または約０．１２未満のＣＬＯ値を有することが可能である。
【００２３】
本方法により作製される熱防護材および布地複合材は、衣服、テント、ブーツ、グローブおよび伝熱能力防護が必要とされる他の用途において有用であることが可能である。本明細書において記載される熱防護材は、また、対象物または装置の熱からの防護に適していることが見出されることが可能である。
【００２４】
本発明の範囲を限定することを意図することなく、以下の実施例は、いかに本発明が作製され用いることが可能であるかを示す。
（試験方法）
【００２５】
水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）
水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を測定するために用いる試験の説明を以下に記載する。該手順はフィルム、皮膜、および被覆製品を試験するために適することが見出されてきた。
【００２６】
この手順において、酢酸カリウム３５重量部および蒸留水１５重量部からなる溶液約７０ｍｌを、その口で６．５ｃｍ内径を有する１３３ｍｌのポリプロピレンカップ中に入れた。米国特許第４，８６２，７３０号明細書（クロスビー（Ｃｒｏｓｂｙ）に対する）に記載されている方法による試験で、約８５，０００ｇ／ｍ2／２４時間の最小ＭＶＴＲを有する発泡ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜を、該カップの縁にヒートシールして、該溶液を含有するぴんと張って洩れない微小孔性のバリアを作り出した。
【００２７】
類似の発泡ＰＴＦＥ膜を水槽表面に取り付けた。該水槽組立品を、温度調節室および水循環槽を用いて２３℃プラス０．２℃に調節した。
【００２８】
試験しようとする試料を放置して、試験手順を行う前に温度２３℃および相対湿度５０％に調整した。該微小孔性高分子膜が該水槽表面に取り付けた該発泡ポリテトラフルオロエチレン膜と接触するように試料を置き、放置して、該カップ組立品の導入前に少なくとも１５分にわたり平衡状態に置いた。
【００２９】
該カップ組立品を最小１／１０００ｇ単位まで計量し、逆のやり方で該試験試料の中心上に置いた。
【００３０】
その方向での拡散による水の流れを提供する該水槽中の水と該飽和塩溶液間の推進力により、水輸送が行われた。該試料を１５分間にわたり試験し、次に、該カップ組立品を取り外し、１／１０００ｇ内で再度計量した。
【００３１】
該試料のＭＶＴＲを該カップ組立品の重量増から計算し、２４時間当り、試料表面積平方メートル当りの水のグラム数で表した。
重量
【００３２】
材料に関する重量測定をＡＳＴＭ・Ｄ７５１第１０項に指定されているように行った。
フレイザー／熱安定性対流バリア
【００３３】
対流バリアの熱安定性を測定するために、３８１ｍｍ（１５インチ）平方の材料試料を金属枠中に取り付け、次に、２６０℃（５００°Ｆ）で強制空気循環オーブン中に吊るした。５分間の暴露後、該試験片を該オーブンから取り外した。該試験片を放置して冷却した後に、該試験片の空気透過率を、ＡＳＴＭ・Ｄ７３７−７５“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＡＩＲ ＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹ ＯＦ ＴＥＸＴＩＬＥ ＦＡＢＲＩＣＳ”題の試験方法に従って試験した。５フレイザー未満の試験片を、熱安定性対流バリアとして考えた。
垂直燃焼試験
【００３４】
布地材料試料についてＡＳＴＭ・Ｄ６４１３試験方法に従って試験した。試料を１２秒間にわたり炎にさらした。残炎時間を３試料について平均した。２秒を超える残炎時間を有する布地を可燃性と考え、約２秒以下の残炎時間を有する布地を不燃性と考えた。
融解および熱安定性試験
【００３５】
布地材料の熱安定性を測定するためにこの試験を用いた。該試験はＮＦＰＡ１９７５第８．３項２００４版に記載されている熱安定性試験に基づく。該試験オーブンはＩＳＯ１７４９３に指定されている熱風循環オーブンであった。ＡＳＴＭ・Ｄ７５１、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃｏａｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃｓ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｔ Ｅｌｅｖａｔｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ（Ｓｅｃｔｉｏｎｓ ８９−９３）に従って該試験を行ったが、以下の修正を行った：
・ １００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍ（４インチ×４インチ×１／８インチ）寸法のホウケイ酸ガラス板を用いた。
・ ２６５℃、＋３／−０℃（５１０°Ｆ、＋５／−０°Ｆ）の試験温度を用いた。
・ ガラス板をオーブンから取り外した後、最低１時間は試験片を放置して冷却した。
開いた時にガラス板にくっつくか、それ自身にくっつくか、または融解または滴りの証拠を示すあらゆる試料面は融解性と考えた。融解面の証拠のないあらゆる試料面は熱安定性と考えた。
発泡試験
【００３６】
発泡性グラファイト粒子の発泡を測定するためにＴＭＡ（熱加工分析）を用いた。発泡をＴＡインスツルメンツ（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）ＴＭＡ２９４０機器を用いて試験した。試料を保持するために、約８ｍｍ径および１２ｍｍ高さ寸法のセラミック（アルミナ）ＴＧＡパンを用いた。約６ｍｍ径のマクロ発泡プローブを用いて、該パンの底をゼロに設定した。次に、該ＴＭＡプローブによる測定で約０．１〜０．３ｍｍ深さの発泡性グラファイトの薄片を該パン中に取り付けた。該炉を閉め、初期試料高さを測定した。該炉を１０℃／分の温度上昇速度で約２５℃から６００℃まで加熱した。ＴＭＡプローブ変位を温度に対してプロットし、該変位を発泡尺度として用いた。
厚さ変化試験
【００３７】
ポリマー樹脂発泡性グラファイト混合物の、それ自身の、および熱安定性基材に塗布された場合の厚さ変化を試験するために、この試験方法を用いた。混合物のみに関する厚さ変化を試験するために、該混合物をＰＴＦＥ金型中に注入して、約１／２”径および１／８”厚さの錠剤を得ると共に、該混合物が実質的に硬化した後に金型から取り外した。試料について、押さえ径（pressure foot diameter）が１”であることを除いて、ＡＳＴＭ・Ｄ７５１第９項に従って初期厚さを試験した。該機器を調整して約３．４ｐｓｉの圧力による力を該試験片にかけた。対流型オーブンを３００℃に設定し、温度が定常状態に達した後、試料を該オーブン中に導入し、９０秒間にわたり３００℃にさらした。９０秒後、該試料を該オーブンから取り外し、あらゆる皮膜のはげ取りを観察するために垂直方向に保持し、次に、放置して５分間にわたり冷却した。該試料についてオーブン暴露後の厚さを再測定した。該試験後厚さ変化および発泡構造の健全性を書き留めた。
ＣＬＯ
【００３８】
それからこの流れに対するその抵抗性を計算することができる、製品を貫流することができる熱の速度を測定するためにこの試験を用いた。該試験片を二つの板の間に挿入した。下の板を、皮膚温度を表すことを意味する一定温度３５℃に保持した。上の板は、熱伝達率ｈｃ（Ｗ／ｍ2／Ｋ）として報告される熱損失を測定する該板の中心に埋め込まれた熱流センサーを有し、逆数はその断熱性、Ｒｃｔ（ｍ2Ｋ／Ｗ）として報告された。ＣＬＯを以下の式により計算した：
ＣＬＯ＝０．１５５×Ｒｃｔ．
ＴＰＰ試験法
【００３９】
該材料の多試験片（６×６インチ）を、試験のために調製した。ＮＦＰＡ １９７１ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｅｎｓｅｍｂｌｅ ｆｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｆｉｒｅ Ｆｉｇｈｔｉｎｇ；Ｓｅｃｔｉｏｎ ６−１０ ｏｆ ｔｈｅ ２０００ ｅｄｉｔｉｏｎに従って、ＣＳＩ熱防護性能（ＴＰＰ）テスターを用いて熱抵抗を測定した。個々の材料を１／４”スペーサにより試験した。また、多材料レイアップによる全体品または組立品を、該試験法により指定されている接触構造形で試験した。
【実施例】
【００４０】
対流バリア１
【００４１】
実質的に、共有の米国特許第５，４１８，０５４Ａ号明細書に従って対流バリアを作製した。
ポリマー樹脂（ＰＲ）１：
【００４２】
難燃性ポリウレタン樹脂を、最初に米国特許第４，５３２，３１６号明細書に従って樹脂を形成し、次に、全体ポリマー樹脂の約２０重量％の量のリン系添加剤（アンチブレーズ（Ａｎｔｉｂｌａｚｅ）ＰＲ８２）を反応器中に添加することにより調製した。
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１：
【００４３】
難燃性で発泡性のグラファイトを有するポリマー樹脂の混合物を、以下のように調製した。発泡性グラファイトおよびポリマー樹脂の混合物を、約２０ｇの発泡性グラファイト（アズベリー・グラファイト・ミルズ（Ａｓｂｕｒｙ Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ）からのグレード（Ｇｒａｄｅ）３６２６）を約８０ｇのＰＲ１と混合することにより調製した。発泡性グラファイト薄片の該樹脂中への混合を、均一な分散液形成性ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１を確保するために、少なくとも１分間にわたり低剪断手動混合器を用いて約１００℃で行った。
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２
【００４４】
ポリマー樹脂および発泡性グラファイトを含む混合物を調製した。共有の米国特許第４，５３２，３１６号明細書に従ってポリマー樹脂を調製した。約２０ｇの発泡性グラファイト（アズベリー・グラファイト・ミルズからのグレード３６２６）を８０ｇの樹脂に添加して、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２を形成した。実質的にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１において記載される混合段階に従って混合を達成した。
実施例１：
【００４５】
活性防熱材を含む布地を以下のように調製した。サザーン・ミルズ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ）から市販されている７．５ｏｚ／ｙｄ２重量のデフェンダー（Ｄｅｆｅｎｄｅｒ）（商標）、ノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）系の織物を、約３５グラム／平方メートル（ｇｓｍ）のレイダウン（laydown）により、該織物表面上の約３２％の被覆率を提供するようなやり方で、グラビアローラー（約４０ｐｓｉの圧力により約１００℃で）により該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２の個々のドットで被覆した。該グラビアロールは、セル深さ１２００μｍ、２５００μｍのセル開き、および２５００μｍの間隔を有する丸いドットパターンを有した。被覆織物を４８時間にわたり５０％ＲＨおよび２３℃で放置して硬化させた。
【００４６】
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２で被覆した該布地の試料について、本明細書において記載される方法により厚さ変化を試験した。オーブン暴露後、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、厚さが１５００μｍ増大し、基材から剥げ落ちることはなかった。
【００４７】
該ポリマー樹脂−グラファイト混合物２で被覆した該布地の試料についても、また、該被覆面が該ＴＰＰ熱源から面をそらした側にある個々の材料に対して、本明細書において記載される方法によりＴＰＰを試験し、皮膜なしの同じ織物の対照品と比較した。この実施例に従って調製した該試料は約２１．１カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。該対照品は約１６．２カロリー／ｃｍ２のＴＰＰを有した。
【００４８】
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２により被覆した該布地の試料について、本明細書において記載される方法に従っての多層レイアップ状態の全体品として試験した。実施例１の試料を、該ＴＰＰ熱源から面をそらす側の被覆面を有する外衣として提供した。クロステック（Ｃｒｏｓｓｔｅｃｈ）（商標）２Ｃ（Ｗ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツ（Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ）からの）を防湿層として用い、Ｑ−９（商標）織物（サザーン・ミルズ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｉｌｌｓ，Ｉｎｃ）からの）を断熱層として用いた。該全体品は約５９．３カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。対照全体品は、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物２なしのデフェンダー・ノーメックス織物を外衣として用いることを除き同じ構造であった。該対照全体品は４３．８カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
実施例２：
【００４９】
ノーメックス面織物、対流バリアを含み、それらの間に活性防熱材を有する積層品を以下のように調製した。
【００５０】
３．３ｏｚ／ｙｄ２ノーメックスＩＩＩＡ平面織物、および対流バリア１を用いて積層品を作製した。該積層品を、織物実施例１に従うやり方で、ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１の個々のドットを対流バリア１上に印刷することにより構築した。次に、該対流バリアを、約３０ｐｓｉの圧力での挟みを用いて該３．３ｏｚ／ｙｄ2ノーメックスＩＩＩＡ織物に付着させた。得られる積層品は、該対流バリアおよび該ノーメックスＩＩＩＡ織物不燃性面布地層、およびそれらの間にある活性防熱材を含む２層積層品であった。次に、該積層品を、張力を受けた状態でスチールドラム上に持ち上げ、放置して約５０％を超える相対湿度で約４８時間にわたり硬化させた。
【００５１】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従って可燃性、ＣＬＯおよびＭＶＴＲを評価した。垂直燃焼試験に従って試験した該試料は２秒未満の残炎時間を有する。該試料のＴＰＰを、該ノーメックス面布地側面が熱源にさらされるように該材料を方向付けることにより評価した。個別の試料試験に対する結果を表１に示す。
【００５２】
実施例２による該積層品の試料についても、また、本明細書において記載される方法に従っての多層レイアップ状態において図１０（１００）に示される全体品として試験した。該積層品実施例２の試料を、外衣層（１０３）としてのデフェンダー（商標）（サザーン・ミルズからの）に面するノーメックス面布地側面を有する該防湿層（１０２）として提供し、アラライト（Ａｒａｌｉｔｅ）（商標）織物（サザーン・ミルズからの）を該ＴＰＰセンサー（１０４）に面する遮熱裏地（１０１）として用いた。該全体品は約４６．４カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
実施例３：
【００５３】
ノーメックス面布地、対流バリア、およびそれらの間に活性防熱材を含み、さらに、アラミド裏材料布地を含む積層品を調製した。
【００５４】
実施例２からの該２層積層品を、個別のドットパターンにあるＰＲ１を暴露された対流バリア面（ノーメックスＩＩＩＡ面布地の反対側の）に塗布することによりさらに加工した。次に、１．７ｏｚ／ｙｄ２アラミド裏材料織布層を、接着印刷された２層積層品およびアラミド裏材料を追加の挟みを通して供給することにより、該２層積層品に付着させた。次に、この調製した３層積層品を、張力を受けた状態でスチールドラム上に持ち上げ、約５０％を超える相対湿度で約４８時間にわたり放置して硬化させた。
【００５５】
該材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＭＶＴＲを評価した。該試料のＴＰＰを、該ノーメックス面布地側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることにより評価した。結果を表１に示す。
【００５６】
実施例３に従って作製された積層品の試料について、また、本明細書において記載される方法に従っての多層レイアップ状態にある全体品として試験した。実施例３の積層品の試料を、外衣層としてのデフェンダー（商標）（サザーン・ミルズからの）に面する３．３ｏｚ／ｙｄ２ノーメックス面織物側面を有する該防湿層として提供し、アラライト（商標）織物（サザーン・ミルズからの）を該ＴＰＰセンサーに面する遮熱裏地として用いた。該全体品は約５０．５カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
実施例４：
【００５７】
ノーメックス面布地、ポリウレタンフィルム、およびそれらの間の活性防熱材を含み、さらに、アラミド裏材料布地を含む積層品を調製した。
【００５８】
オムニ・フレックス（Ｏｍｎｉ ｆｌｅｘ）（マサチューセッツ州、グリーンフィールドの）により部品番号１５４０で販売されている通気性モノリスの熱可塑性ポリウレタンフィルムを、該２層積層品を構築するために該対流バリア１の代わりに用いたことを除いて、実質的に実施例３の積層品により構築した。
【００５９】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを評価した。結果を表１に示す。
実施例５：
【００６０】
クロステック（商標）２Ｃ、対流バリア、およびそれらの間に活性防熱材を含む積層品を調製した。
【００６１】
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１の個々のドットを対流バリア１上に印刷し、次に、挟みを用いてクロステック（商標）２Ｃ（Ｗ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツから市販されている）のフィルム側面に付着させることにより、３層積層品を調製した。該個々のドットを、対流バリア１上の約３２％の表面被覆率を提供するようなやり方で、グラビアローラーにより印刷した。得られる積層品は、二つの対流バリア間に個々のパターンで塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を有する３層積層品であった。
【００６２】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを評価した。結果を表１に示す。
比較実施例１：
【００６３】
それらの間に活性防熱材なしでノーメックス織物および対流バリアを積層することにより複合材を調製した。発泡ＰＴＦＥ対流バリア、およびＷ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツ（メリーランド州、エルクトンの）から市販されているクロステック（商標）２Ｃとして販売されている３．３オンス／平方ヤードのノーメックス織物を含む複合材を調製した。
【００６４】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを試験した。結果を表１に示す。
【００６５】
比較実施例１により作製された該積層品の試料についても、また、本明細書において記載される方法に従って多層レイアップ状態での全体品として試験した。該比較実施例１の試料を、外衣層としてのデフェンダー（商標）（サザーン・ミルズからの）に面する３．３ｏｚ／ｙｄ２ノーメックス面織物側面を有する防湿層として提供し、アラライト（商標）織物（サザーン・ミルズからの）を該ＴＰＰセンサーに面する遮熱裏地として用いた。該全体品は約４０．８カロリー／ｃｍ２の平均ＴＰＰを有した。
比較実施例２：
【００６６】
活性防熱材なしでクロステック（商標）２Ｃ、およびアラミド裏材料を含む積層品を調製した。
【００６７】
Ｗ．Ｌ．ゴア・アンド・アソシエーツから市販されているクロステック２Ｃおよび１．７ｏｚ／ｙｄ２アラミド裏地を含む試料を積層することにより、３層積層品を作製した。
【００６８】
材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよびＴＰＰを評価した。該試料について、該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けることによりＴＰＰを試験した。結果を表１に示す。
実施例６：
【００６９】
クロステック２Ｃ、アラミド裏材料布地、およびそれらの間に活性防熱材を含む積層品を調製した。
【００７０】
個々のドットパターン状態にあるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物１をクロステック（商標）２Ｃ材料の暴露されたｅＰＴＦＥ側面に塗布し、１．７ｏｚ／ｙｄ2アラミド裏材料織布層を、該２層積層品および該アラミド裏材料を追加の挟みを通して供給することによって該ｅＰＴＦＥ側面に接着することにより、３層積層品を構築した。次に、この調製した３層積層品を、張力を受けた状態でスチールドラム上に持ち上げ、約５０％を超える相対湿度で約４８時間にわたり放置して硬化させた。
【００７１】
該材料の試料について、本明細書において記載される方法に従ってＣＬＯおよび熱防護性能を評価した。該クロステック（商標）２Ｃ材料の該ノーメックス面織物側面が該熱源にさらされるように該材料を方向付けた。結果を表１に提供する。
【表１】
【００７２】
本発明の特定の実施形態が本明細書において説明され記載されてきたが、一方で、本発明はこうした説明および記載に限定されるべきではない。変更および修正が以下のクレームの範囲内の本発明の一部として組み込まれ、具体化することが可能であることは明白であるはずである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約２重量％〜約３０重量％の発泡性グラファイト、および
２００℃で１０3〜１０6ダイン／ｃｍ2間の弾性率および２００℃で０．１〜１０間のタンデルタを有する約３０重量％〜約９８重量％のポリマー樹脂、
を含むポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物であって、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、９０秒間にわたる３００℃への暴露後、少なくとも２００％の最小厚さ増を有する。
【請求項２】
前記発泡性グラファイトが５０〜１５０間の平均米国標準メッシュサイズを有する、請求項１に記載のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物。
【請求項３】
９０秒間にわたる３００℃への暴露後、前記発泡混合物が厚さ試験の際に完全な状態を保持する請求項１に記載の材料。
【請求項４】
９０秒間にわたる３００℃への暴露後、前記混合物が少なくとも５対１のアスペクト比を有する発泡グラファイトを含む複数個の巻ひげを含む請求項１に記載の材料。
【請求項５】
不燃性で熱安定性の布地を提供し、および
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、約１４０ｇｓｍ未満の量で、該不燃性で熱安定性の布地の表面に塗布することにより、該不燃性で熱安定性の布地上に活性防熱材を形成して、熱防護材を形成する、
段階を含む、少なくとも２カロリー／ｃｍ2分、該不燃性で熱安定性の布地の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させるための方法。
【請求項６】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイトのポリマー樹脂が架橋性ポリマーを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物のポリマー樹脂がポリウレタンを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物のポリマー樹脂がエポキシを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物のポリマー樹脂がエラストマー系である、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
ＴＰＰを試験する場合に熱にさらされる側面の反対側にある前記不燃性で熱安定性の布地の側面上に前記活性防熱材を形成することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
１４０ｇｓｍ未満のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布し、塗布されたポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物それぞれの約３５ｇｓｍ当り少なくとも１カロリー／ｃｍ2分、前記不燃性で熱安定性の布地の前記ＴＰＰを増大させることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記不燃性で熱安定性の布地がメタアラミド、パラアラミド、またはそれらの混合物を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記不燃性で熱安定性の布地がＰＢＩ、ＰＢＯ、モダクリル、ＦＲ綿、またはＦＲレーヨン、またはそれらの混合物を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記不燃性で熱安定性の布地に不連続パターンで塗布される請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布し、該混合物の個々のドットを不連続に前記不燃性で熱安定性の布地の表面上に形成することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、前記不燃性で熱安定性の布地の表面積の５０％未満に塗布することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、前記不燃性で熱安定性の布地の表面積の約５０％未満にドットとして塗布し、ドット間の約２０００ミクロン以上の間隔を提供することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記不燃性で熱安定性の布地を約９０秒間にわたり３００℃にさらすと、前記活性防熱材を少なくとも５００μｍ分膨張させることを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を前記不燃性で熱安定性の布地に塗布する前に、ポリマー樹脂を融解するかまたは溶解し、発泡性グラファイトを融解または溶解ポリマー樹脂中で混合することにより、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を形成する段階を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項２０】
不燃性で熱安定性の布地と対流バリア間にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材を配置し、該布地および対流バリアを結合し、少なくとも３カロリー／ｃｍ2のＴＰＰ増大を有する熱防護積層品を形成すること、
を含む、前記不燃性で熱安定性の布地および前記対流バリアの積層品のＴＰＰを増大させるための方法。
【請求項２１】
対流バリアがＰＴＦＥを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記対流バリアおよび前記不燃性で熱安定性の布地が、前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物により一緒に結合される請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を前記対流バリアに塗布することを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
不燃性で熱安定性の基材、および
該不燃性で熱安定性の基材に隣接したポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含む熱防護材であって、該活性防熱材の厚さは、３００℃に加熱された対流オーブン中で９０秒後、少なくとも２００％分増大する熱防護材。
【請求項２５】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記不燃性で熱安定性の基材上に配置される請求項２４に記載の熱防護材。
【請求項２６】
さらに前記活性防熱材に隣接する対流バリアを含む請求項２４に記載の熱防護材。
【請求項２７】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が前記対流バリアに印刷パターンとして塗布される請求項２６に記載の熱防護材。
【請求項２８】
前記活性防熱材が前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物の個々のドットの印刷パターンである請求項２４に記載の熱防護材。
【請求項２９】
さらに前記対流バリアに結合される熱安定性裏材料布地を含む請求項２６に記載の熱防護材。
【請求項３０】
不燃性で熱安定性の布地、
該不燃性で熱安定性の布地に結合される対流バリア、および
該不燃性で熱安定性の布地の反対側の側面上の該対流バリアに塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含む熱防護材であって、該活性防熱材の厚さは、３００℃に加熱された対流オーブン中で９０秒後、少なくとも２００％分増大する熱防護材。
【請求項３１】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、流動性を有するポリマー樹脂および発泡性グラファイトの混合物として前記対流バリアに塗布される請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３２】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記対流バリア上の不連続印刷パターンとして前記対流バリアに塗布される、流動性を有するポリマー樹脂および発泡性グラファイトの混合物を含む、請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３３】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイトが、前記対流バリア上に個々のドットの印刷パターンとして塗布される請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３４】
前記活性防熱材が個々のドットのパターンにある請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３５】
さらに前記対流バリアに結合される熱安定性裏材料布地を含む請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３６】
不燃性で熱安定性の布地を含む外衣織物を提供し、
該外衣織物に隣接して防湿層を提供し、および
該外衣織物の反対側に該防湿層に隣接してアラミド材料を含む内側布地を提供して布地全体品を形成すると共に、
該防湿層に隣接する該外衣布地表面にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより、少なくとも１０カロリー／ｃｍ2分、該組立品の接触ＴＰＰを増大させること、
を含む全体品のＴＰＰを増大させるための方法。
【請求項３７】
前記組立品の接触ＴＰＰを少なくとも約１２カロリー／ｃｍ2分増大させることを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記組立品の接触ＴＰＰを少なくとも約１５カロリー／ｃｍ2分増大させることを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
不燃性で熱安定性の基材、および
対流バリア、および
該不燃性で熱安定性の基材の一つの側面上に配置されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含み、１０００ｇ／ｍ2／日を超えるＭＶＴＲを有する通気性の熱防護複合材であって、
該活性防熱材の厚さは、３００℃に加熱された対流オーブン中で９０秒後、少なくとも２００％分増大し、且つ
該熱防護複合材は、該活性防熱材なしで構築された実質的に類似の熱防護複合材に較べて、２カロリー／ｃｍ2を超えるＴＰＰ増大を有する通気性の熱防護複合材。
【請求項４０】
前記対流バリアがポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４１】
前記不燃性で熱安定性の基材が不燃性布地を含む、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４２】
前記不燃性で熱安定性の布地がメタアラミド、パラアラミド、またはそれらの混合物を含む、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４３】
前記不燃性で熱安定性の布地がＰＢＩ、ＰＢＯ、モダクリル、ＦＲ綿、またはＦＲレーヨン、またはそれらの混合物を含む請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４４】
前記ＭＶＴＲが３，０００ｇ／ｍ2／日を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４５】
前記ＭＶＴＲが５，０００ｇ／ｍ2／日を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４６】
前記ＭＶＴＲが７，０００ｇ／ｍ2／日を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４７】
前記ＴＰＰ増大が４カロリー／ｃｍ2を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４８】
第１対流バリア、
第２対流バリア、および
該第１および第２対流バリア間のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含む活性防熱材−対流バリア複合材。
【請求項４９】
前記対流バリアの少なくとも一つがポリテトラフルオロエチレンを含む請求項４８に記載の複合材。
【請求項５０】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記対流バリアの少なくとも一つに不連続パターンで塗布される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５１】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、５０％未満の表面被覆率を提供するように塗布される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５２】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記対流バリアの少なくとも一つに連続層として塗布される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５３】
前記対流バリアが前記活性防熱材により一緒に結合される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５４】
不燃性で熱安定性の布地を提供し、
対流バリアを提供し、
該不燃性で熱安定性の布地に隣接する該対流バリアの表面上にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより、該対流バリアの表面上に活性防熱材を提供し、
および該不燃性で熱安定性の布地および該対流バリアを結合して、１０００ｇ／ｍ2／日を超えるＭＶＴＲを有する通気性の熱安定性布地複合材を形成すること、
を含む通気性の熱安定性布地複合材を通して対流熱伝達を減じる方法。
【請求項５５】
不燃性で熱安定性の布地を提供し、
対流バリアを提供し、
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材を提供し、
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、該不燃性で熱安定性の布地に隣接する該対流バリアの表面上に塗布し、
および該不燃性で熱安定性の布地および該対流バリアを結合して、ＣＬＯ値により測定されるように、実質的に類似の断熱材を有する該活性防熱材なしの実質的に類似の材料よりも少なくとも約２カロリー／ｃｍ2大きくあるＴＰＰ値を有する熱防護材を形成すること、
を含む、該材料の断熱材を実質的に増大させることなく少なくとも２カロリー／ｃｍ2分、材料の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させる方法。
【請求項５６】
前記ＴＰＰが実質的に前記ＣＬＯ値を変えることなく少なくとも約３カロリー／ｃｍ2分増大する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記ＴＰＰが実質的に前記ＣＬＯ値を変えることなく少なくとも約４カロリー／ｃｍ2分増大する、請求項５５に記載の方法。
【請求項１】
約２重量％〜約３０重量％の発泡性グラファイト、および
２００℃で１０3〜１０6ダイン／ｃｍ2間の弾性率および２００℃で０．１〜１０間のタンデルタを有する約３０重量％〜約９８重量％のポリマー樹脂、
を含むポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物であって、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物は、９０秒間にわたる３００℃への暴露後、少なくとも２００％の最小厚さ増を有する。
【請求項２】
前記発泡性グラファイトが５０〜１５０間の平均米国標準メッシュサイズを有する、請求項１に記載のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物。
【請求項３】
９０秒間にわたる３００℃への暴露後、前記発泡混合物が厚さ試験の際に完全な状態を保持する請求項１に記載の材料。
【請求項４】
９０秒間にわたる３００℃への暴露後、前記混合物が少なくとも５対１のアスペクト比を有する発泡グラファイトを含む複数個の巻ひげを含む請求項１に記載の材料。
【請求項５】
不燃性で熱安定性の布地を提供し、および
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、約１４０ｇｓｍ未満の量で、該不燃性で熱安定性の布地の表面に塗布することにより、該不燃性で熱安定性の布地上に活性防熱材を形成して、熱防護材を形成する、
段階を含む、少なくとも２カロリー／ｃｍ2分、該不燃性で熱安定性の布地の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させるための方法。
【請求項６】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイトのポリマー樹脂が架橋性ポリマーを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物のポリマー樹脂がポリウレタンを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物のポリマー樹脂がエポキシを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物のポリマー樹脂がエラストマー系である、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
ＴＰＰを試験する場合に熱にさらされる側面の反対側にある前記不燃性で熱安定性の布地の側面上に前記活性防熱材を形成することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
１４０ｇｓｍ未満のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布し、塗布されたポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物それぞれの約３５ｇｓｍ当り少なくとも１カロリー／ｃｍ2分、前記不燃性で熱安定性の布地の前記ＴＰＰを増大させることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
前記不燃性で熱安定性の布地がメタアラミド、パラアラミド、またはそれらの混合物を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記不燃性で熱安定性の布地がＰＢＩ、ＰＢＯ、モダクリル、ＦＲ綿、またはＦＲレーヨン、またはそれらの混合物を含む請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記不燃性で熱安定性の布地に不連続パターンで塗布される請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布し、該混合物の個々のドットを不連続に前記不燃性で熱安定性の布地の表面上に形成することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、前記不燃性で熱安定性の布地の表面積の５０％未満に塗布することを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、前記不燃性で熱安定性の布地の表面積の約５０％未満にドットとして塗布し、ドット間の約２０００ミクロン以上の間隔を提供することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項１８】
さらに、前記不燃性で熱安定性の布地を約９０秒間にわたり３００℃にさらすと、前記活性防熱材を少なくとも５００μｍ分膨張させることを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を前記不燃性で熱安定性の布地に塗布する前に、ポリマー樹脂を融解するかまたは溶解し、発泡性グラファイトを融解または溶解ポリマー樹脂中で混合することにより、該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を形成する段階を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項２０】
不燃性で熱安定性の布地と対流バリア間にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材を配置し、該布地および対流バリアを結合し、少なくとも３カロリー／ｃｍ2のＴＰＰ増大を有する熱防護積層品を形成すること、
を含む、前記不燃性で熱安定性の布地および前記対流バリアの積層品のＴＰＰを増大させるための方法。
【請求項２１】
対流バリアがＰＴＦＥを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記対流バリアおよび前記不燃性で熱安定性の布地が、前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物により一緒に結合される請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を前記対流バリアに塗布することを含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
不燃性で熱安定性の基材、および
該不燃性で熱安定性の基材に隣接したポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含む熱防護材であって、該活性防熱材の厚さは、３００℃に加熱された対流オーブン中で９０秒後、少なくとも２００％分増大する熱防護材。
【請求項２５】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記不燃性で熱安定性の基材上に配置される請求項２４に記載の熱防護材。
【請求項２６】
さらに前記活性防熱材に隣接する対流バリアを含む請求項２４に記載の熱防護材。
【請求項２７】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が前記対流バリアに印刷パターンとして塗布される請求項２６に記載の熱防護材。
【請求項２８】
前記活性防熱材が前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物の個々のドットの印刷パターンである請求項２４に記載の熱防護材。
【請求項２９】
さらに前記対流バリアに結合される熱安定性裏材料布地を含む請求項２６に記載の熱防護材。
【請求項３０】
不燃性で熱安定性の布地、
該不燃性で熱安定性の布地に結合される対流バリア、および
該不燃性で熱安定性の布地の反対側の側面上の該対流バリアに塗布されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含む熱防護材であって、該活性防熱材の厚さは、３００℃に加熱された対流オーブン中で９０秒後、少なくとも２００％分増大する熱防護材。
【請求項３１】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、流動性を有するポリマー樹脂および発泡性グラファイトの混合物として前記対流バリアに塗布される請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３２】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記対流バリア上の不連続印刷パターンとして前記対流バリアに塗布される、流動性を有するポリマー樹脂および発泡性グラファイトの混合物を含む、請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３３】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイトが、前記対流バリア上に個々のドットの印刷パターンとして塗布される請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３４】
前記活性防熱材が個々のドットのパターンにある請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３５】
さらに前記対流バリアに結合される熱安定性裏材料布地を含む請求項３０に記載の熱防護材。
【請求項３６】
不燃性で熱安定性の布地を含む外衣織物を提供し、
該外衣織物に隣接して防湿層を提供し、および
該外衣織物の反対側に該防湿層に隣接してアラミド材料を含む内側布地を提供して布地全体品を形成すると共に、
該防湿層に隣接する該外衣布地表面にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより、少なくとも１０カロリー／ｃｍ2分、該組立品の接触ＴＰＰを増大させること、
を含む全体品のＴＰＰを増大させるための方法。
【請求項３７】
前記組立品の接触ＴＰＰを少なくとも約１２カロリー／ｃｍ2分増大させることを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記組立品の接触ＴＰＰを少なくとも約１５カロリー／ｃｍ2分増大させることを含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
不燃性で熱安定性の基材、および
対流バリア、および
該不燃性で熱安定性の基材の一つの側面上に配置されるポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含み、１０００ｇ／ｍ2／日を超えるＭＶＴＲを有する通気性の熱防護複合材であって、
該活性防熱材の厚さは、３００℃に加熱された対流オーブン中で９０秒後、少なくとも２００％分増大し、且つ
該熱防護複合材は、該活性防熱材なしで構築された実質的に類似の熱防護複合材に較べて、２カロリー／ｃｍ2を超えるＴＰＰ増大を有する通気性の熱防護複合材。
【請求項４０】
前記対流バリアがポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４１】
前記不燃性で熱安定性の基材が不燃性布地を含む、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４２】
前記不燃性で熱安定性の布地がメタアラミド、パラアラミド、またはそれらの混合物を含む、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４３】
前記不燃性で熱安定性の布地がＰＢＩ、ＰＢＯ、モダクリル、ＦＲ綿、またはＦＲレーヨン、またはそれらの混合物を含む請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４４】
前記ＭＶＴＲが３，０００ｇ／ｍ2／日を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４５】
前記ＭＶＴＲが５，０００ｇ／ｍ2／日を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４６】
前記ＭＶＴＲが７，０００ｇ／ｍ2／日を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４７】
前記ＴＰＰ増大が４カロリー／ｃｍ2を超える、請求項３９に記載の熱防護複合材。
【請求項４８】
第１対流バリア、
第２対流バリア、および
該第１および第２対流バリア間のポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材、
を含む活性防熱材−対流バリア複合材。
【請求項４９】
前記対流バリアの少なくとも一つがポリテトラフルオロエチレンを含む請求項４８に記載の複合材。
【請求項５０】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記対流バリアの少なくとも一つに不連続パターンで塗布される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５１】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、５０％未満の表面被覆率を提供するように塗布される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５２】
前記ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物が、前記対流バリアの少なくとも一つに連続層として塗布される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５３】
前記対流バリアが前記活性防熱材により一緒に結合される請求項４８に記載の複合材。
【請求項５４】
不燃性で熱安定性の布地を提供し、
対流バリアを提供し、
該不燃性で熱安定性の布地に隣接する該対流バリアの表面上にポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を塗布することにより、該対流バリアの表面上に活性防熱材を提供し、
および該不燃性で熱安定性の布地および該対流バリアを結合して、１０００ｇ／ｍ2／日を超えるＭＶＴＲを有する通気性の熱安定性布地複合材を形成すること、
を含む通気性の熱安定性布地複合材を通して対流熱伝達を減じる方法。
【請求項５５】
不燃性で熱安定性の布地を提供し、
対流バリアを提供し、
ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を含む活性防熱材を提供し、
該ポリマー樹脂−発泡性グラファイト混合物を、該不燃性で熱安定性の布地に隣接する該対流バリアの表面上に塗布し、
および該不燃性で熱安定性の布地および該対流バリアを結合して、ＣＬＯ値により測定されるように、実質的に類似の断熱材を有する該活性防熱材なしの実質的に類似の材料よりも少なくとも約２カロリー／ｃｍ2大きくあるＴＰＰ値を有する熱防護材を形成すること、
を含む、該材料の断熱材を実質的に増大させることなく少なくとも２カロリー／ｃｍ2分、材料の熱防護性能（ＴＰＰ）を増大させる方法。
【請求項５６】
前記ＴＰＰが実質的に前記ＣＬＯ値を変えることなく少なくとも約３カロリー／ｃｍ2分増大する、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記ＴＰＰが実質的に前記ＣＬＯ値を変えることなく少なくとも約４カロリー／ｃｍ2分増大する、請求項５５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【公表番号】特表２０１１−５０２２１６（Ｐ２０１１−５０２２１６Ａ）
【公表日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３１０５２（Ｐ２０１０−５３１０５２）
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２１３８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０５５０４６
【国際公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【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)
【出願人】（５０９１３８１４３）ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエーツ，ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２４日（２００８．１０．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０１２１３８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０５５０４６
【国際公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【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)
【出願人】（５０９１３８１４３）ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエーツ，ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (4)
【Ｆターム（参考）】
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