JP2010515831A

JP2010515831A - 防火バリヤフィルムラミネート

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Publication number: JP2010515831A
Application number: JP2009544952A
Authority: JP
Inventors: チャドイーガーヴィー
Original assignee: ユニフラックスＩリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 2007-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2010-05-13
Also published as: AU2008246336A1; EP2102007A4; CA2673611A1; RU2448841C2; CA2673611C; RU2009130470A; BRPI0808456A2; US7767597B2; EP2102007A1; CN101626894A; CN101626894B; WO2008136875A1; US20080166937A1

Abstract

【課題】民間航空機に用いられるものに限定されないが、断熱防音システム(10、40)に用いられる防火バリヤフィルムラミネート(16、46)に組み込まれるように適合された耐火紙(22、52)を提供する。
【解決手段】耐火無機繊維紙(22、52)は、難燃フィルム(24a、24b、54a、54b)に積層され得る。耐火紙(22、52)は、生体溶解性無機繊維、細断ガラス非呼吸性繊維、強化用有機繊維、有機結合剤、及び無機結合剤或いは充填剤を含んでもよく; 必要により耐火セラミック繊維を含んでもよい。
【選択図】図４Ｂ

Description

民間航空機に用いられるものに限定されないが、断熱防音システムに用いられる防火バリヤフィルムラミネートに組み込まれるように適合された耐火(fire-blocking)紙を提供する。

連邦航空局(FAA)は、14 CFR §25.856 (a) & (b)に部分的に含まれる規則を公布し、バーンスルー保護と耐火炎伝播性を改善する民間航空機の断熱防音ブランケットシステムが必要となった。これらのシステムには、典型的には、フィルム被覆或いはバッグの中に封入される断熱防音ブランケットが含まれる。断熱防音システムは現在構成されているので、バーンスルー規制は、主に絶縁システムバッグの内容に影響を受け、耐火炎伝播性の規制は、主にバッグを製造するために用いられるフィルム被覆に影響を受ける。フィルム被覆は、典型的には、例えば、断熱防音材料の層の間に挟まれた、上に置かれた、又は後に置かれた、層或いは被覆として、或いは断熱防音材料の一つ以上の層を部分的に或いは全体として封入するための被覆又はバッグとして用いられる。

本発明は、民間航空機に用いられるものに限定されないが、断熱防音システムに用いられる防火バリヤフィルムラミネートに組み込まれるように適合されている耐火紙を提供する。

限定するものではなく一例として、防火バリヤラミネートは、胴体壁キャビティにおける中間絶縁材料と航空機胴体の外板(絶縁システムの機外層として)或いは胴体壁キャビティにおける中間絶縁材料と航空機内装トリムパネル(絶縁システムの機内層として)にある被覆或いは層として用いることができる。
断熱防音構造を保護するために用いられる防火バリヤラミネートに本発明の耐火紙を組み込むことは、厳しい機械的環境に直面する取扱或いは使用に脆い傾向がある、軽量セラミック或いは無機質紙の使用と以前に関連があった問題を解決する。従来、軽量セラミック或いは無機質紙、例えば、マイカ紙は、熱融着させることができず、更に/又は取扱い中にマイカ紙が亀裂を受け、その後の燃焼試験中に破損していた。
ある実施態様において、無機繊維耐火紙は、難燃フィルムに積層させることができる。ある実施態様において、耐火紙は、生体溶解性無機繊維、細断ガラス非呼吸性繊維、強化用有機繊維、有機結合剤、及び無機結合剤或いは充填剤を含んでもよく、必要により、生体溶解性繊維の一部に加えて或いはそれに置き換えて、耐火セラミック繊維を含んでもよい。

図1Aは、本発明の耐火紙を含有する本発明の防火バリヤラミネートブランケットによって保護された航空機の断熱防音ブランケットの断面概略図である。図1Bは、図1Aの防火バリヤラミネートの丸く囲まれた部分B'の分解断面図である。図2は、燃焼性と火炎伝播性の試験が完了した後の三つの防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット試料の写真である。図3は、耐バーンスルー試験で時間の関数として、図1Aと図1Bの実施態様の二つの防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット試料の四組の裏面熱流束を示すグラフである。図4Aは、耐火紙を含有する本発明の防火バリヤラミネートによって保護された航空機断熱防音ブランケットの断面概略図である。図4Bは、図4Aの防火バリヤラミネートの丸で囲まれた部分B'の分解断面図である。図5は、耐バーンスルー試験で時間の関数として、図4Aと図4Bの実施態様の二つの防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット試料の四組の裏面熱流束を示すグラフである。

本発明の組成物は、14 CFR §25.856 (a) & (b)に規定の火炎伝播と火炎溶け込みに抵抗する能力と共に取扱い及び使用に関連した損傷に対して驚くべき耐性を有する軽量基本質量紙製品を与える。用語“基本質量”は、単位面積当たりの質量(g/m²)として定義される。それ故、本発明の防火バリヤラミネートは、約80〜約120g/m²、実施態様において、約90〜約105g/m²の基本質量を有することができるので、本発明の耐火紙、及びそれを組み込んでいるラミネートは、民間航空機胴体の、業界では“ブランケット”と呼ばれる、断熱防音構造にバーンスルー保護を与えるのに有効である。しかしながら、本発明の耐火紙、及びそれを組み込んでいるラミネートは、保護有機層に対して精巧な絶縁層の積層が望まれる場合でも用いることができる。

生体溶解性無機繊維或いは耐火セラミックマイクロ繊維の説明的な例としては、平均直径が約0.6ミクロン〜約2.6ミクロンのISOFRAX(登録商標)アルカリ土類シリケート(AES)繊維、及びUnifrax I LLC、ナイアガラフォール、ニューヨークから入手し得るFIBERFRAX(登録商標)アルミノシリケート耐火セラミック繊維(RCF)が挙げられるが、これらに限定されない。更に、構造的完全性を失うことなく1100℃温度に抵抗できるボロシリケート繊維や高シリカ含量繊維を用いることもできる。
用語“生体溶解性”無機繊維は、生理的媒体中で又は人工肺液のような人工生理的媒体中で分解可能である繊維を意味する。繊維の溶解性は、経時人工生理的媒体中の繊維の溶解性を測定することによって評価することができる。生理的媒体中の繊維の生体溶解性(即ち、非耐久性)を測定する方法は、Unifrax I LLCに譲渡された米国特許第5,874,375号に開示されているが、無機繊維の溶解性を評価する他の方法も適切である。
限定されるものではないが、耐火紙を調製するために使用し得る生体溶解性無機繊維の適切な例としては、米国特許第6,953,757号、同第6,030,910号、同第6,025,288号、同第5,874,375号、同第5,585,312号、同第5,332,699号、同第5,714,421号、同第7,259,118号、同第7,153,796号、同第6,861,381号、同第5,955,389号、同第5,928,075号、同第5,821,183号、同第5,811,360号に開示される生体溶解性無機繊維が挙げられ、これらの明細書の記載は本願明細書に含まれるものとする。
生体溶解性アルカリ土類シリケート繊維は、マグネシウムシリケート繊維と一般に呼ばれる、マグネシウムとシリカの酸化物の混合物の繊維化生成物を含んでもよい。マグネシウムシリケート繊維は、一般的には約60〜約90質量パーセントのシリカ、0を超え約35質量パーセントまでのマグネシア及び5質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。ある実施態様によれば、アルカリ土類シリケート繊維は、約65〜約86質量パーセントのシリカ、約14〜約35質量パーセントのマグネシア、0〜約7質量パーセントのジルコニア及び5質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。他の実施態様によれば、アルカリ土類シリケート繊維は、約70〜約86質量パーセントのシリカ、約14〜約30質量パーセントのマグネシア、及び5質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。適切なマグネシウムシリケート繊維は、登録商標ISOFRAXによって、Unifrax I LLC(ナイアガラフォール、ニューヨーク)から市販されている。市販のISOFRAX(登録商標)繊維は、一般的には約70〜約80質量パーセントのシリカ、約18〜約27質量パーセントのマグネシア及び4質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。

或いは又は更に、生体溶解性アルカリ土類シリケート繊維は、カルシウムとマグネシウムとシリカの酸化物の混合物の繊維化生成物を含んでもよい。これらの繊維は、カルシア-マグネシア-シリケート繊維と一般に呼ばれる。カルシア-マグネシア-シリケート繊維は、一般的には約45〜約90質量パーセントのシリカ、0を超え約45質量パーセントまでのカルシア、0を超え約35質量パーセントまでのマグネシア、及び10質量パーセント以下の不純物の繊維化生成物を含む。適切なカルシア-マグネシア-シリケート繊維は、登録商標INSULFRAXによって、Unifrax I LLC(ナイアガラフォール、ニューヨーク)から市販されている。INSULFRAX(登録商標)繊維は、一般的には約61〜約67質量パーセントのシリカ、約27〜約33質量パーセントのカルシア、及び約2〜約7質量パーセントのマグネシアの繊維化生成物を含む。他の市販のカルシア-マグネシア-シリケート繊維は、約60〜約70質量パーセントのシリカ、約25〜約35質量パーセントのカルシア、約4〜約7質量パーセントのマグネシア、及び微量のアルミナ、或いは、約60〜約70質量パーセントのシリカ、約16〜約22質量パーセントのカルシア、約12〜約19質量パーセントのマグネシア、及び微量のアルミナを含む。
非呼吸性ガラス繊維としては、S2ガラス繊維、Eガラス繊維等が挙げられてもよい。強化用有機繊維としては、芳香族ポリアミド、例えば、アラミド繊維又はフィブリド、例えば、KEVLAR(登録商標)繊維又はフィブリド、NOMEX(登録商標)繊維又はフィブリド、及びポリアクリロニトリル繊維又はフィブリドが挙げられるが、これらに限定されない。用いることができる有機結合剤としては、アクリル、スチレン-ブタジエン、ニトリル、ポリ塩化ビニル、シリコーン、ポリ酢酸ビニル、又はポリ酪酸ビニルのラテックスが挙げられるが、これらに限定されない。無機結合剤或いは充填剤としては、クレー(例えば、ベントナイト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、パリゴルスカイト、サポナイト、又はセピオライト)、粉砕無機繊維或いはセラミック繊維、ヒュームドシリカ等が挙げられるが、これらに限定されない。

耐火紙は、例えば、米国特許第3,458,329号に記載される、標準製紙技術を用いて、成分を合わせ混合し、例えば、配合成分の水性スラリーを形成し、スラリーを製紙スクリーンに注型し、ペーパーウェブを形成し、ペーパーウェブをシート或いはロールに脱水し乾燥させることによって、調製することができ、この開示内容は本願明細書に含まれるものとする。
更に説明として、繊維と結合剤を合わせて、混合物或いはスラリーを形成させてもよい。スラリーを水で希釈して、形成を増強してもよく、凝集剤や排液維持補助薬品によって、凝集させてもよい。その後、凝集した混合物或いはスラリーを製紙機械に配置して、紙に形成させてもよい。シート或いはロールは、従来の装置においてスラリー或いは混合物を真空或いはテープ注型することによって形成することができ、典型的には強制熱風炉において乾燥させる。製紙のためにハンドシート金型、長網抄紙機抄紙機、ロトフォーマー抄紙機、垂直フォーマー或いはシリンダを用いてもよい。
耐火紙は、フィルム、ある実施態様においては耐火炎伝播性フィルム、例えば、これらに限定されないが、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリールスルホン、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、これらの組み合わせ等に積層される。これらのフィルムの市販の例は、ウィルミントン、デラウェアのE.I. DuPont de Nemours & Co.により販売されているフィルム、例えば、商品の表示MYLAR(登録商標)により販売されているポリエステルフィルム、商品の表示TEDLAR(登録商標)により販売されているポリフッ化ビニルフィルム、商品の表示KAPTON(登録商標)により販売されているポリイミドフィルム等である。耐火炎伝播性フィルムは、吸湿を最小限にするために、特に機外側に、必要により機内側にも、金属化されてもよい。ある実施態様において、金属化フィルムは、不透明な低光沢ポリマーコーティングを有してもよく、必要により難燃性添加剤を含有してもよい。

フィルムは、熱活性化接着剤或いは加圧活性化接着剤を用いて耐火紙に積層される。ある実施態様において、接着剤は、難燃性添加剤を含有してもよく、他の実施態様において、難燃性添加剤は存在しなくてもよい。典型的な接着剤としては、ポリエステルベースの接着剤及びポリフッ化ビニルベースの接着剤が挙げられるが、これらに限定されない。難燃性添加剤の代表例としては、アンチモン化合物、水酸化アルミニウム化合物、ホウ酸塩、炭酸塩、重炭酸塩、無機ハロゲン化物、リン酸塩、硫酸塩、有機ハロゲン及び有機リン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。得られたラミネートは、更に、現在断熱防音ブランケットの製造に実施されているようにラミネートのもう一方の裏面フィルムへの熱或いは超音波結合を容易にするために外面の一方に接着剤を含んでもよく、絶縁層、ある実施形態において、部分的に或いは実質的に全体として封入された絶縁システムのための被覆、バッグ又はエンベロープを形成する(飛行の間の圧力変化に適応するために空気穴が使われてもよい)。必要により、穿刺抵抗あるいは引裂き抵抗を含む、ラミネートに強度を加えるために、紙或いはフィルムの少なくとも一方の側の接着剤或いは接着剤に隣接した表面の中にメッシュスクリムが配置されてもよい。スクリムは、種々の実施態様において、ガラス繊維、ナイロン又はポリエステルであってもよく、非常に強い紙には存在しなくてもよい。
図1Aに示されるように、断熱防音システム10、或いは“ブランケット”は、断面で示され、2.5cm(1インチ)厚のMICROLITE AA(登録商標) Premium NRグラスファイバー断熱材(0.42pcf)( Johns Manville International, Inc.から入手し得る)の二つの絶縁層14を、外部に面する防火バリヤラミネート16と内部に面する機内のカバーフィルム18(必要により、第2二防火バリヤラミネート)の被覆の中に配置させる。外部に面するフィルム16と機内フィルム18は、丸で囲まれた部分A'のヒートシールによって示されるように、接着剤12で熱融着して、ガラス繊維絶縁層を部分的に或いは実質的に全体として包囲するか或いは封入してもよい。FAA試験手順を示す炎20は、外部に面する防火バリヤラミネート16に近接して示されている。

図1AにB'として丸で囲まれた防火バリヤラミネート16の詳細部分は、図1Bの分解断面図に示される。本発明の耐火紙は、フィルム24a、24b、必要により耐火性ポリマーフィルムであってもよい二つの層にはさまれて示され、積層接着剤26の中間に配置された層により積層されている。接着剤は、必要により、従来の難燃性添加剤を含有してもよく、必要により、耐火紙22或いはフィルム24bの少なくとも一方の側に、ある実施態様において、ガラス繊維、ナイロン又はポリエステルメッシュを含む強化用スクリム28と関連していてもよい。スクリムは、接着剤層内に配置されてもよく、接着剤の表面上にあってもよい。
ある実施態様において、14 CFR §25.856(a) & (b)、補遺F、パートVI、VIIの火炎伝播性と耐バーンスルー性の試験プロトコールを合格できる基本質量が約120g/m²未満の断熱防音システムであって:
防火バリヤラミネートで部分的に或いは実質的に全体として包囲或いは封入された約2.5cm(約1インチ)厚のグラスファイバー断熱材の二つ層を備え; 防火バリヤラミネートが、必要により難燃性添加剤を実質的に含まない接着剤を用いて難燃フィルムの第一シートと難燃フィルムの第二シートとの間に接着積層された機外表面と機内表面を持つ耐火紙を備え、難燃フィルムの第一シートが、耐火紙の機外表面に近接し金属化され、難燃フィルムの第二シートが、耐火紙の機内表面に近接し;
メッシュスクリムが、難燃フィルムの第二シートの少なくとも一方の表面に接着積層され;
耐火紙が、約60〜約74質量パーセントの生体溶解性アルカリ土類シリケート繊維、約3〜約9質量パーセントの細断ガラス非呼吸性繊維、約4〜約12質量パーセントの強化用有機繊維、約6〜約18質量パーセント有機結合剤、及び約2〜約10質量パーセントの無機充填剤を含み、必要によりベントナイト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、パリゴルスカイト、サポナイト、又はセピオライトクレーの少なくとも一つを含んでもよく;
難燃フィルムが、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリールスルホン、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらの組み合わせの少なくとも一つを含む、
前記システムが提供される。

実施例1
耐火紙が表1に示される製剤を含み、以下に記載されるように製造される、耐火紙を含有する防火バリヤラミネートを用いて、14 CFR §25.856(a) & (b)に準じるFAAによるプロトコールに従う試験のために防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケットの試料を調製した。

表1
耐火紙

耐火紙配合成分を合わせ、混合し、従来の保持機構を用いて製紙機械によりシートに形成した。シートを、強制熱風炉内で乾燥した。耐火紙シート自体の基本質量は、70g/m²(0.01435lb/ft²)であった。
耐火紙22を、難燃性添加剤を含有する接着剤26を用いて、難燃フィルム24a、24bの二枚のシートに挟み積層した。耐火紙22の一方の側に接着剤26にメッシュスクリム28を埋め込んだ。得られた防火バリヤラミネート16を用いて、各々が2.5cm(1インチ)厚の0.42pcf MICROLITE AA(登録商標)グラスファイバー断熱材14の二つ層を封入し、防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット10を形成した。ラミネート16の基本質量は、94g/m²であった。

試験プロトコール
防火バリヤフィルムラミネート保護断熱/防音ブランケットを、14 CFR §25.856(a) & (b)、補遺F、パートVI & VIIのプロトコールに準じて試験し、以下に完全に書き出されるように、このプロトコールは、本願明細書に全体で含まれるものとする。
14 CFR §25.856(a) & (b)は、関連部分を示す:
表2
§25.856 断熱/防音材料.
(a) 胴体に取り付けられる断熱/防音材料は、この部分に対する補遺FのパートVIの火炎伝播試験要件、又は他の認可された等価試験要件を満たさなければならない。
(b) 20以上の乗客定員を有する飛行機の場合、飛行機胴体の下の半分に取り付けられる断熱/防音材料(材料を胴体に固定する手段を含む)は、この部分に対する補遺FのパートVIIの火炎溶け込み抵抗試験要件、又は他の認可された等価試験要件を満たさなければならない。
補遺FパートVIは、関連部を示す:
表3
パートVI--断熱/防音材料の燃焼性と火炎伝播性の特性を決定する試験法
この試験法を用いて放射熱源と火炎の双方にさらされる場合の断熱/防音の燃焼性と火炎伝播性の特性を評価する。
(a) 定義.
“火炎伝播性”は、発火源炎の中間点から測定される、試料の遠端に向かって目に見える火炎伝播の最も遠い距離を意味する。発火源を最初に適用した後と試料上の全ての炎を消す前のこの距離を測定する。測定は、試験後に作られる燃焼長さを求めるものではない。
“放射熱源”は、電気パネル又はエアプロパンパネルを意味する。
“断熱/防音”は、熱及び/又は音を保護するために用いられる材料又は材料系を意味する。例としては、ガラス繊維又はフィルム被覆により封入される詰め物材料及び発泡体が挙げられる。
“ゼロ点”は、試料に対するパイロットバーナーの適用点を意味する。

(b) 試験装置.
(4) パイロットバーナー. 試料に点火するために用いられるパイロットバーナーは、軸方向に対称のバーナー先端を有する市販のプロパンベンチュリ管トーチBernzomatic^TMとオリフィス直径が0.15mm (0.006インチ)のプロパン供給管でなければならない。バーナー管の長さは、71mm (2 7/8インチ)でなければならない。プロパン流は、インライン調節装置を通るガス圧によって、調整して、19mm (3/4インチ)の青色の内部フレーム長さを生じるようにしなければならない。19mm (3/4インチ)のガイド(例えば、金属の薄片)をバーナーの最上部にはんだ付けして、炎の高さを設定するのに援助してもよい。炎の全体の長さは、約127mm (5インチ)の長さでなければならない。炎が水平で試料の平面より少なくとも50mm (2インチ)上であるように点火位置からバーナーを移動する方法を行う。
(5) 熱電対. 24の米国Wire Gauge(AWG) Type K(Chromel-Alumel)熱電対を温度監視用に試験チャンバ内に取り付ける。それをチャンバの後ろにドリルであけられる小さな穴を通ってチャンバ内に挿入する。熱電対を、チャンバ壁の後ろから外に279mm (11インチ)、チャンバ壁の右側から292mm (11 1/2インチ)へ伸び、放射パネルの51mm (2インチ)下であるように配置する。他の熱電対の使用は、任意である。
(6) 熱量計. 熱量計は、総熱流密度が0〜5.7ワット/cm ² (0〜5BTU/ft²-秒)の範囲を有する1インチの円筒形の水冷ホイル型Gardon Gageでなければならない。
(c) 試料.
(1) 試料の調製. 最低3つの試料を調製し試験する。配向膜カバー材料を用いる場合には、縦糸と横糸双方の方向を調製し試験する。
(2) 構成. 試料は、断熱材の構成(詰め物、フィルム、スクリム、テープ等を含む)に用いられるすべての材料を含まなければならない。コア材料、例えば、発泡体又はガラス繊維を切断し、コア材料を被覆するのに充分に大きなフィルムカバー材料(用いられる場合)の一部分を切断する。ヒートシールは、ガラス繊維(“ボックス試料”)を圧縮せずに作ることができるので、ガラス繊維試料を調製する好ましい方法である。カバー材料がコア材料を圧縮せずに側面に引き出されるのに充分にオーバーカットされる限りヒートシール可能なカバー材料は、ステープル固定されるか、縫合されるか、又はテープで貼り付けられてもよい。締め付け手段は、継ぎ目に沿ってできる限り連続でなければならない。試料厚さは、飛行機に取り付けられるのと同じ厚さでなければならない。

(3) 試料の寸法. スライディングプラットフォームハウジングにおける試料の適切配置を容易にするために、ガラス繊維のような非剛性コア材料を幅12 1/2インチ(318mm)×長さ23インチ(584mm)に切断する。スライディングプラットフォームハウジング内を適切に取り付けるとともにハウジング内の開口に等しい平らなさらされた表面を与えるために発泡体のような剛性材料を幅11 1/2 +/1/4インチ(292mm+/mm)×長さ23インチ(584mm)に切断する。
(d) 試料の調節. 試料を70 +/-5°F(21+/°C)と55% +/%の相対湿度で試験前に最低24時間調節する。
(f) 試験手順.
(1) パイロットバーナーに点火する。プラットフォームの最上部より少なくとも51mm (2インチ)上であることを確実にする。試験が始まるまでバーナーは試料を接触させてはならない。
(2) スライディングプラットフォームホルダ内の試料を配置する。試験試料表面がプラットフォームの最上部と同じ高さであることを確実にする。“ゼロ”点で、試料表面は、放射パネルの7 1/2インチ+/1/8インチ(191mm+/)下でなければならない。
(3) 試料の上に保持/固定枠を配置する。試料から放射パネルまで距離を維持するために(“ゼロ”位置で7 1/2インチ+/1/8インチ(191mm+/))、試料(上或いは下に)を調整することが必要な場合がある(圧縮のために)。フィルム/ガラス繊維アセンブリについては、フィルムカバーにスリットを入れて内部のいかなる空気もパージすることが重要である。これにより、操作者が適切な試料位置(プラットフォームの最上部と同じ高さ)を維持し且つ試験中にガスを通気させることが可能になる。縦のスリット、長さが約2インチ(51mm)は、固定している枠の左フランジから3インチ+/1/2インチ(76mm+/mm)中央になければならない。フィルムカバーにスリットを入れるためにカッターナイフが許容され得る。
(4) 直ちにスライディングプラットフォームをチャンバに押し込み、底のドアを閉める。
(5) パイロットバーナー火炎を“ゼロ”点で試料の中心と接触させ、同時にタイマーを開始させる。パイロットバーナーは、試料との角度が27°で、試料より約1/2インチ(12mm)上でなければならない。停止…によって、操作者が毎回正確にバーナーを位置決めさせる。
(6) バーナーを適切な位置に15秒間置き、次に、試料より少なくとも2インチ(51mm)上の位置に取り除く。

(g) 報告.
(1) 試料を同定し記載する。
(2) 試料のいかなる収縮或いは融解も報告する。
(3) 火炎伝播距離を報告する。この距離が51mm (2インチ)未満である場合には、これを合格として報告する(測定は必要でない)。
(4) 残炎時間を報告する。
(h) 要件.
(1) 火炎伝播が、口火適用の中心線の左に51mm (2インチ)を超えてはならない。
(2) パイロットバーナーを取り除いた後の火炎時間が、いかなる試料についても3秒を超えることがない。
試験結果; 燃焼性及び火炎伝播性
防炎バリヤラミネート保護断熱防音ブランケットの三つの試料を実施例1に従って調製し、装置の設定と調整手順を含む、補遺FパートVIのプロトコールに従って試験した。図2は、燃焼性と火炎伝播性試験が完了された後の三つの防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット試料の写真である。すべて三つの試料の試験結果は、合格として報告され、火炎伝播距離は0.75インチ未満で、残炎がなかった。

補遺FパートVIは、関連部分を示す:
表4
パートVII--断熱/防音材料の耐バーンスルー性を決定する試験法
以下の試験法を用いて、高強度直火にさらされる場合の航空機断熱/防音材料の耐バーンスルー特性を評価する。
(a) 定義.
バーンスルー時間は、断熱ブランケット試験枠の前面から30.5cm (12インチ)の距離で、どちらが早いにしても、バーナー火炎が試料に溶け込む秒での時間、及び/又は熱流束が、機内側の2.0Btu/ft²sec(2.27W/cm²)に達するのに必要とされる時間を意味する。バーンスルー時間は、断熱ブランケット試料の各々の機内側で測定される。
断熱ブランケット試料は、垂直に対して30°の角度で、試験装置のいずれかの側に位置する二つ試料の一つを意味する。
試料セットは、二つの断熱ブランケット試料を意味する。いずれの試料も、試料サイズに対応するように釣り合いのとれた、同一製造断熱ブランケット構成及び材料を表さなければならない。
(b) 装置.
(3) 調整装置及び機器.
(i) 熱流束と温度の測定のために熱量計と熱電対のレーキを組み込むように個々の調整装置を構成する。調整装置を位置決めして、バーナーの運動を試験装置位置から熱流束か又は温度位置に最小限の難しさで可能にする。
(ii) 熱量計. 熱量計は、全熱流束、示された記録の±3%まで正確な0-20Btu/ft ²-sec (0-22.7 W/cm ²のような適切な範囲のホイル型Gardon Gageでなければならない。熱流束調整法は、この補遺の項VI(b)(7)の規定によらなければならない。
(iv) 熱電対. 調整に適度な24米国Wire Gauge(AWG)サイズ導体を有する七つの1/8-インチ(3.2mm)セラミック充填金属シースK型(Chromel-alumel)の接地した接合熱電対を設ける。熱電対をスチールアングルブラケットに取り付けて、バーナー調整の間、調整装置内に配置するための熱電対レーキを形成する。

(5) 裏面熱量計. 試料取り付け枠の後ろ側(冷たい)領域の断熱試料の後に二つ全熱流束Gardon型熱量計を取り付ける。試験枠の垂直の中央線から4インチ(102mm)の距離に、バーナー円錐中央線と同一平面に沿って熱量計を位置決めする。
(i) 熱量計は、示された記録の±3%まで正確な、0-5Btu/ft²-sec (0-5.7 W/cm²)のような適切な範囲の全熱流束、ホイル型Gardon Gageでなければならない。熱流束調整法は、この補遺の項VI(b)(7)に従わなければならない。
(6) 器具の使用. 記録電位差計又は適切な範囲を有する他の適切な調整器具を設けて、熱量計と熱電対の排出量を測定し記録する。
(7)時間計測器. ±1%まで正確なストップウォッチ或いは他のデバイスを設けて、バーナー火炎の適用時間とバーンスルー時間を測定する。
(c) 試料.
(1) 試料の調製. 試験のために同一の構成と構造の最低でも三つの試料セットを調製する。
(2) 断熱ブランケット試料.
(i) ガラス繊維のような中綿型材料について、構成された仕上げブランケット試料アセンブリは、ヒートシールフィルム端を除いて、幅32インチ×長さ36インチ(81.3×91.4cm)でなければならない。
(3) 構成. 主成分(即ち、使用する場合には防火バリヤ材料と防水バリヤフィルム)とアセンブリプロセス(代表的な継ぎ目と封鎖)を用いて試験される試料の各々を作る。
(i) 防火バリヤ材料. 断熱ブランケットが防火バリヤ層材料により構成される場合には、取り付けられた配置を反映するように防火バリヤ材料を配置する。例えば、材料が、防水フィルムの内側に、断熱材料の機外側に配置される場合には、試料において同じ方法でそれを配置する。
(v) 調節. 試験の最低でも24時間前に70°±5°F(21°±2°C)と55%±10%の相対湿度で試料を調節する。

(f) 試験手順.
(1) 二つ断熱ブランケット試料を試験枠に固定する。断熱ブランケットは、四つのばねクランプ…を用いて前のものに垂直な試験装置中心に取り付けなければならない。(この補遺のこの部分の項(c)(4)或いは(c)(4)(i)の基準に従って)。
(2) バーナー円錐体の垂直面が、試料枠の水平縦通材の外面から4±0.125インチ(102±3 mm)の距離にあり且つバーナーと試験枠が双方垂直に対して30°の角度で位置することを確実にする。
(3) 試験を始める準備ができた場合、炎が早まって試料とぶつからないように、試験位置からウォームアップ位置まで離してバーナーを進める。バーナーをつけ、点火し、2分間安定化させる。
(4) 試験を始めるために、試験位置にバーナーを回転させ、同時に時間計測器をスタートさせる。
(5) 試料を4分間のバーナー火炎にさらし、次に、バーナーを消す。直ちに試験位置からバーナーを回転させる。
(6) バーンスルー時間、或いは熱流束が2.0Btu/ft²-sec(2.27W/cm²)を超える点を決定する(該当する場合)。
(g) 報告.
(1) 試験されている試料を同定し記載する。
(2) 試験される断熱ブランケット試料の回数を報告する。
(3) バーンスルー時間(あるとすれば)と、断熱ブランケット試料の裏面上の最大熱流束と、最大が生じた時間を報告する。
(h) 要件.
(1) 二つ断熱ブランケット試料の各々は、4分未満の火事又は火炎溶け込みを可能にしてはならない。
(2) 二つ断熱ブランケット試料の各々は、試験装置の表面から12インチ(30.5cm)の点で、断熱試料の低温側が2.0Btu/ft²-sec(2.27W/cm²)を超えるのを可能にしてはならない。

試験結果; 耐バーンスルー性
防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケットの二つ試料の四セットを、実施例1に従って調製し、装置設定と調整手順を含む補遺FパートVIIのプロトコールに従って試験した。図3は、耐バーンスルー試験で時間の関数として二つの防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット試料の四セットの裏面熱流束を示すグラフである。火炎バーンスルーがなく、裏面熱流束が2.0Btu/ft² - sec(2.27のW/cm²)に達することなく、四つ試験全てが合格として報告された。
図3のグラフに示されるように、試験1は、14 CFR §25.856耐バーンスルー試験が必要とする4分の代わりに5分間行われ、バーンスルーがなく、双方の熱量計は約1.5Btu/ft² - sec以下の裏面熱流束を記録した。
試験2は、必要な4分の代わりに6分間行われ、バーンスルーがなく、双方の熱量計は約1.75Btu/ft² - sec以下の裏面熱流束を記録した。
試験3は、必要な4分間行われ、バーンスルーがなく、双方の熱量計は約1.5Btu/ft² - sec以下の裏面熱流束を記録した。
試験4は、対向する角まで折りたたみ、折り目をつけ、及び、残りの角において繰り返すことによって、機械的に応力が加えられ、試験のために取り付けられる双方のパネル全体に‘x’形状のしわを与えるように折りたたまれた試料について必要な4分間の代わりに約7分間行われた。更にまた、バーンスルーがなく、右側の熱量計は約1.5Btu/ft² - sec以下の裏面熱流束を記録し、左側の熱量計は2.0Btu/ft² - sec未満の裏面熱流束を記録した。

実施例2
表1に示される配合を含む耐火紙の試料を、実施例1に示される手順に従って調製した。
図4Bに示されるように、耐火紙52を、難燃添加剤を含有しない接着剤56を用いて、難燃フィルム54a、54bの二枚のシートに挟み、積層した。難燃フィルム54aを金属化し、水分透過性を最小限にした。接着剤に埋め込まれたナイロンメッシュスクリム58を、耐火紙52の機内側上の難燃フィルム54bの機内表面に積層した。図4Aに示されるように、得られた防炎火バリヤラミネート46を用いて、各々が1インチ厚さの0.42pcf MICROLITE AA(登録商標)グラスファイバー断熱材14の二層を封入して、防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット40を形成した。
防火バリヤラミネート46の基本質量は、94.6g/m²であった。防火バリヤラミネートの他の典型的な特性には、約0.33mm (0.013インチ)の厚さ、約8 lbs/in(35N/25mm)の引張強さ、約40psi(275kPa)の破裂強度、約7.3lbs.(75N)の穿刺抵抗(10mmプローブ)が含まれた。ヒートシール(T-はがれ)強度は、典型的には、縦、横、斜めの方向の各々において2lbs/inより大きく(9N/25mmより大きく)、剪断に対するシーム抵抗は、14N/25mmより大きかった。透気度は、0.5permであった。
実施例2に従って調製した防火バリヤフィルムラミネート断熱防音ブランケット40を、上で示した14 CFR §25.856(a) & (b)、補遺F、パートVI & VIIの試験プロトコールに従って試験した。
試験結果; 燃焼性及び火炎伝播性
防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット40の試料を、25ゲージポリエーテルエーテルケトンの難燃フィルム54aを用いて実施例2に従って調製し、装置設定と調整手順を含む、14 CFR §25.856(a)補遺FパートVI火炎伝播試験のプロトコールに準じて試験した。すべての試料の試験結果は、合格として報告され、火炎伝播距離は0.75インチ未満であり、自己消炎時間は0秒(火炎後もなかった)であった。
試験結果; 耐バーンスルー性
防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット40の二つの試料の四組を、実施例2に従って調製し、装置設定と調整手順を含む、14 CFR §25.856(a)補遺FパートVIIのプロトコールに準じて試験した。図5は、耐バーンスルー試験で時間の関数として二つの防火バリヤラミネート保護断熱防音ブランケット試料の四組みの裏面熱流束を示すグラフである。四つの試験すべてが合格として報告され、火炎バーンスルーがなく、裏面熱流束は2.0Btu/ft² - sec(2.27W/cm²)に達しなかった。

図5のグラフに示されるように、四つの試験すべては、14 CFR §25.856耐バーンスルー試験によって、必要とされる4分間の代わりに6分間行われ、バーンスルーがなく、双方の熱量計は約1.75Btu/ft² - sec以下の裏面熱流束を記録した。
試験結果から、業界の教示とは逆に、軽量セラミック防火バリヤ或いは断熱層は、実用に使われるには低基本質量においてあまりに精巧であり、基本質量が小さい耐火紙は防火バリヤラミネートに使うことができ、民間航空機に用いられるもののような断熱/防音ブランケットに対して強力な保護を与えることがわかる。防火バリヤラミネートを含有する本発明の耐火紙は、航空機胴体断熱材のような適用に必要とされる適切な耐水性を示す。
具体的な利点は、本発明の耐火紙の製造において、これに限定されないがIsofrax(登録商標)AES無機繊維のような主に生体溶解性繊維を用いて得られる。これらの使用は、断熱ブランケットシステムの取付けを含む、耐火紙、防火バリヤラミネート、及び断熱ブランケットシステムの製造中の従事者だけでなく、キャビンの内部と接触することになる断熱の場合には航空機乗組員や乗客が耐久性呼吸性無機繊維にさらされることを回避する。
本明細書に記載される実施態様が単に例示的であること、また、当業者が本発明の精神と範囲から逸脱することなく変更や修正を行ってもよいことは理解される。このような変更や修正はすべて、上文に記載されるように本発明の範囲内に含まれるものである。更に、開示されるすべての実施態様は、本発明の種々の実施態様を組み合わせて、所望の結果を得ることができるので、必ずしも選択的ではない。

Claims

防火バリヤフィルムに組み込むように適合された耐火紙であって、前記紙が、生体溶解性無機繊維、細断ガラス非呼吸性繊維、強化用有機繊維、有機結合剤、及び無機結合剤或いは充填剤を含み; 必要により、耐火セラミック繊維を含んでもよい、前記耐火紙。
無機生体溶解性繊維が、アルカリ土類シリケート繊維を含み、必要によりマグネシウムシリケート繊維又はカルシアマグネシアシリケート繊維の少なくとも一つを含んでもよい、請求項1に記載の耐火紙。
生体溶解性繊維が、約65〜約86質量パーセンのトシリカ、約14〜約35質量パーセントのマグネシア及び約5質量パーセントのより少ない不純物の繊維化生成物を含む、請求項1に記載の耐火紙。
生体溶解性繊維が、約70〜約80質量パーセントのシリカ、約18〜約27質量パーセントのマグネシア及び0〜4質量パーセントの不純物の繊維化生成物を含む、請求項1に記載の耐火紙。
生体溶解性繊維が、約60〜約70質量パーセントのシリカ、約16〜約35質量パーセントのカルシア、及び約4〜約19質量パーセントのマグネシアの繊維化生成物；又は約61〜約67質量パーセントのシリカ、約27〜約33質量パーセントのカルシア、及び約2〜約7質量パーセントのマグネシアの繊維化生成物を含む、請求項1に記載の耐火紙。
ガラス繊維が、S-2ガラス繊維を含む、請求項1に記載の耐火紙。
無機結合剤又は充填剤が、ベントナイト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、パリゴルスカイト、サポナイト、又はセピオライトクレーの少なくとも一つを含む、請求項1に記載の耐火紙。
断熱防音システムに組み込むのに適合された防火バリヤフィルムラミネートであって、機外表面と機内表面を有する請求項1の耐火紙; 及び、積層接着剤によって前記紙の機外表面と機内表面に付着した、耐火炎伝播性フィルムを備える、前記防火バリヤフィルムラミネート。
耐火炎伝播性フィルムと前記紙の機外表面、又は耐火炎伝播性フィルムと前記紙の機内表面の少なくとも一つの間に位置決めされたスクリムを更に含む、請求項8に記載の防火バリヤフィルムラミネート。
耐火炎伝播性フィルムに付着したスクリムを更に含み、耐火炎伝播性フィルムがスクリムと前記紙の機内表面との間に位置決めされている、請求項8に記載の防火バリヤフィルムラミネート。
前記紙の機内表面又は前記紙の機外表面の少なくとも一つに付着した耐火炎伝播性フィルムが金属化されている、請求項8に記載の防火バリヤフィルムラミネート。
耐火炎伝播性フィルムが、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリールスルホン、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらの組み合わせの少なくとも一つである、請求項8に記載の防火バリヤフィルムラミネート。
スクリムが、ガラス繊維、ナイロン又はポリエステルメッシュの少なくとも一つを含む、請求項9に記載の防火バリヤラミネート。
基本質量が120g/m²未満である、請求項8に記載の防火バリヤフィルムラミネート。
請求項8に記載の外部に面する防火バリヤフィルムラミネートの被覆の中に配置された複数の絶縁層と、内部に面する機内カバーフィルムを備える断熱防音システム。
内部に面するカバーフィルムが、防火バリヤフィルムラミネートを備える、請求項15に記載の断熱防音システム。
外部に面する防火バリヤフィルムラミネートと内部に面する機内カバーフィルムが、接着剤によってヒートシールされて、複数の絶縁層を部分的に或いは実質的に全体として包囲或いは封入する、請求項15に記載の断熱防音システム。
絶縁層が、グラスファイバー断熱材を含む、請求項15に記載の断熱防音システム。
14 CFR §25.856(a) & (b)、補遺F、パートVI & VIIの耐火炎伝播性と耐バーンスルー性の試験プロトコールに合格できる、請求項15の断熱防音システム。
14 CFR §25.856(a) & (b)、補遺F、パートVI & VIIの耐火炎伝播性と耐バーンスルー性の試験プロトコールに合格できる基本質量が約120g/m²未満の断熱防音システムであって、
防火バリヤフィルムラミネートで部分的に或いは実質的に全体として包囲或いは封入された約２．５ｃｍ（1インチ）厚のグラスファイバー断熱材の二つ層を有し; 防火バリヤフィルムラミネートが、必要により難燃性添加剤を実質的に含まない接着剤を用いて難燃フィルムの前記第一シートと難燃フィルムの第二シートとの間に接着積層された機外表面と機内表面を持つ耐火紙を備え、難燃フィルムの前記第一シートが、耐火紙の機外表面に近接して金属化され、難燃フィルムの前記第二シートが、耐火紙の機内表面に近接し;
メッシュスクリムが、難燃フィルムの前記第二シートの少なくとも一方の表面に接着積層され;
耐火紙が、約60〜約74質量パーセントの生体溶解性アルカリ土類シリケート繊維、約3〜約9質量パーセントの細断ガラス非呼吸性繊維、約4〜約12質量パーセントの強化用有機繊維、約6〜約18質量パーセントの有機結合剤、及び約2〜約10質量パーセントのベントナイト、ヘクトライト、カオリナイト、モンモリロナイト、パリゴルスカイト、サポナイト、又はセピオライトクレーの少なくとも一つを含み;
難燃フィルムが、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアリールスルホン、ポリエステルアミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらの組み合わせの少なくとも一つを含む、
ことを特徴とするシステム。