JPH02178335A - 発泡性組成物およびその硬質発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分ｙｆ１ 本発明は発泡性組成物およびその硬質発泡体に関する。

さらに詳しくは、発泡剤としてジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン（以下、ＤＰＴという）の単独使用を特徴
として製造された塩化ビニル系樹脂（以下、ＰＶＣとい
う）硬質発泡体であって、燃焼時の発熱量が小さい硬質
発泡体をうるための発泡性組成物および該発泡性組成物
からなる硬質発泡体に関する。

［従来の技術］ 従来より発泡剤として高価なアゾ系の発泡剤を用いた技
術は多く知られているが、安価であるＩ）ＰＴを単独で
用いたＰＶＣ発泡体の製造方法として本発明者らはケト
ンを含有する有機溶剤を用いて１３０〜１５０℃の’Ｊ
Ｒ度範囲で加圧したのち、除圧して発泡する技術を提案
している（特願昭８３−１４１３２４５号明細書）。

しか１７ながら、ＤＰＴを用いた発泡体は、アゾ系の発
泡剤のなかでも優秀な発泡剤として知られているアゾビ
スイソブチロニトリル（以ト”、ＡＩＩＩＮという）を
用いた発泡体に比べて燃焼［、やすく発熱量は非常に大
きいという傾向がある。

ＤＰＴを用いた硬質発泡体は燃焼発熱量が大きいのは、
未だ明確にはされていないが、発泡ガスを発生したあと
のＤＰＴの残渣に起因するものと推定される。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は前記のごとき実情に鑑みてなされたものであり
、ＤＰＴを単独で用いて燃焼時の発熱口を低減させ、Ａ
ＩＢＮを用いた発泡体に比して遜色なく、かつ安価な硬
質発泡体を製造するだめの発泡性組成物とその硬質発泡
体を提供することを目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明者らは、前記課題を解決するべく鋭意研究を市ね
た結果、ＰＶＣ１００重口部に対し−Ｃ亜鉛含何化合物
５〜９５−ｊｒｌ、’　ｍ部を添加したばあいには、え
られた発泡体は燃焼発熱口が低減されることを見出し、
さらに研究を重ねたところ、水酸化アルミニウム同〜６
００重量部を併用したばあいには、さらに廉価な発泡体
かえられることを見出した。このように本発明は燃焼発
熱量の大さＬ）ＤＰＴを用いて発泡させたにもかかわら
ず、硬質発泡体の燃焼発熱口の低減を可能にした発泡性
組成物およびその安価な硬質発泡体をうろことに成功し
た。

すなわち、本発明は■人垣化ビニル系樹脂１００重口部
に対して、（Ｂ１発泡剤としてジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン１０〜ｉｏｏ　ｍ部部、（Ｃ）亜鉛含有化
合物５〜９５重量部およびＤ）ケトンを含有する有機溶
剤２０〜２０００重量部を主成分として含有したことを
特徴とする発泡性組成物および■人塩化ビニ。ル系樹脂
１００重量部に対して（Ｃ）亜鉛化合物５〜９５重口部
を主成分として含有してなる硬質発泡体に関する。

［作　用］ 本発明におては、発泡性組成物に溶剤とし２てケ］・ン
を４角゛する有）幾溶剤を使用［７、亜鉛化合物を配合
したことに大きな特徴がある。亜鉛化合物が、ＤＰＴを
用いた硬質発泡体の燃焼発熱口を低減させるメカニズム
については未だ明らかではないが、ＰＶＣの劣化を助長
させていると考えられる発泡ガスを発生させた後のＤＰ
Ｔの残渣こ作用しているものと推定される。

また、発泡性組成物に水酸化アルミニウムを配合したば
あいには、水酸化アルミニウムに対して高価な亜鉛化合
物の配合量を硬質発泡体の燃焼口、ｒの発熱量を高める
ことなく、低減することができるため、安価な硬質発泡
体をうろことか可能となる。

［実施例］ 本発明の発泡性組成物は、（Ａ）ＰＶＣ、（ＢＩＤＰＴ
、（Ｃ１亜鉛含有化合物および（Ｄｌケトンを含有する
有機溶剤を主成分として含有したものである。

本発明におけるＰＶＣとは、塩化ビニル単独重合体、塩
化ビニルを５０重１％以七含有する共重合体類をはじめ
、ＰｖＣと相溶性を呈するブレンド用樹脂、たとえば塩
素化塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン、エチレン−
酢酸ビニル共重合体などの少なくとも１種との混合物で
、該混合物中のブレンド用樹脂の割合が５０重量％以下
であるものをも含む概念のものである。

本発明に用いるＰＶＣの代表例としては、塩化ビニル単
独重合体があげられる。かかるＰＶＣの種類や製造法に
ついては本発明においてはとくに限定はなく、一般に市
販のものを使用しうるが、なかでも安価であるという点
より、重合度１５００〜５０００程度の懸濁重合ＰＶＣ
が好ましい。

ここで、懸濁重合ＰＶＣとは、粒子径が１遍程度の一次
粒子の集合体からなる粒子径１００〜３００廁の多孔質
ＰｖＣをいい、いわゆる懸濁重合法によって製造された
ものである。前記−次粒子は、粒子径が０．１ρ程度の
いわゆるドメイン粒子からなり、該ドメイン粒子はさら
に０．０１ρ程度のいわゆるミクロドメイン粒子からな
るといわれている。また、＠１１５重合ＰｖＣ以外にも
重合度１５００〜５０００程度のペーストＰｖＣを使用
することかできる。ここで、ペーストＰＶＣとは、数加
以下の粒子径をもつ真球状の微細粉末で、いわゆる乳化
重合法やミクロ懸濁重合法で製造されるものであり、前
記微細粉末はさらに径の小さい多数の微粒子から構成さ
れる。

本発明に用いられる発泡剤としては、安価ではあるが単
独で使用することが困難であるとされているＤＰＴが用
いられる。

かかるＤＰＴ使用量は、所望する発泡倍率や溶剤の種類
およびその量などにより異なるので一概には決定するこ
とができないが、通常Ｐｖ０１００部（重量部、以下同
様）に対して１０〜１００部、好ましくは１０〜７０部
、さらに好ましくは２０〜３５部である。前記発泡剤の
使用量は１０部未満であるばあい、所望する発泡倍率を
有する発泡体かえられなくなることがあり、また　１０
０部をこえると発泡時にセル膜の破断が生じやすくなる
傾向にある。

なお、前記発泡剤には、必要に応じてたとえばホウ酸、
尿素系組成物などの発泡助剤を発泡剤１００部に対して
１００部をこえない範囲で添加することができる。

本発明に用いられる亜鉛含有化合物とは、亜鉛元素を含
んだ無機系化合物および／または有機系化合物のことを
いい、具体例としては、たとえば、ホウ酸亜鉛、塩基性
炭酸亜鉛、硫化亜鉛、リン酸亜鉛などがあげられ、また
有機系亜鉛化合物の具体例としては、たとえばステアリ
、ン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛などがあげられ、これらの
亜鉛含有化合物は単独でまたは２種以上を混合して用い
られる。これらの亜鉛含有化合物の使用量はＰＶＣ１０
０部に対して５〜９５部であるが、好ましくは無機系亜
鉛化合物については５〜７０部、さらに好ましくは１０
〜５０部、また有機系亜鉛化合物については５〜２０部
である。かかる亜鉛含有化合物の使用量は前記下限値未
満であるばあい、燃焼発熱量の低減が充分でなくなり、
また前記上限値をこえると市場に普及させうる廉価な僅
格の実現が不可能となる傾向がある。

本発明に用いられる水酸化アルミニウムとしては、通常
平均粒子径が３０ρ以下のものが好ましい。かかる水酸
化アルミニウムの使用量は、ｐｖｃ　ｔｏｏ部に対して
１０〜６００部、好ましくは５０〜３００部である。か
かる使用量は１０部未満であるばあい、亜鉛含を化合物
が多量に必要で高価な発泡体となり、また６００部をこ
えるばあい、燃焼時に発泡体が崩壊する傾向がある。

本発明において、ケトンを含有する有機溶剤とは、たと
えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
、シクロヘキサノンなどのケトンの単独またはケトンと
他の有機溶剤の混合有機溶剤をいう。他の有機溶剤とし
ては、たとえばベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水
素化合物、酢酸エチルなどのエステル類などがあげられ
、ケトンと他の有機溶剤を混合したものを使用するばあ
いには、を機溶剤中にはケトンが５重量％以上含有され
ていることが好ましい。

かかる含有量が５重量％未満であるばあい、発泡後、溶
剤揮散除去中の収縮が大きく、高発泡倍率とはならなく
なる傾向にある。

前記ケトンを含有する有機溶剤のなかでは、とくにシク
ロヘキサノンおよび／またはアセトンを含有する有機溶
〜１は、該有機溶剤を用いたときに発泡体の発泡倍率お
よび独立気泡率を良好な値に保つことができるのでとく
に好ましい。

発泡性ＰＶＣ組成物中に二まれる前記ケトンを含りする
゛Ｉ−？１ｆｆｆ溶剤の使用量は、ＰＶＣの平均重合度
や溶剤のＰＶＣとの相溶性の程度などにもよるか、一般
＋：ｐｖｃｉｏｏ部に対しｒ２０〜２０００部、好まし
くは２００〜１０００部であることが望ましい。かかる
ケトンを含有する有機溶剤の使用量は２０部未満である
ばあい、ＰＶＣと有機溶剤からなる均一ゲル相の無機物
包埋の程度が不充分となり、発泡時にセル膜が破れて発
泡体とならなくなり、また２０００部をこえるばあい、
発泡温度が低すぎて工業的に制御できにくくなる傾向に
ある。

なお、本発明の発泡性組成物には、必要に応じて無機充
、填剤、安定化剤などが配合される。

前記無機充填剤としては、繊維状物および／または粒状
物があげられる。

繊維状物の代表例としては、岩綿があげられる。その繊
（１［長は長いものほど発泡体への充填効果が大であり
、一方短いものほど充填しやすさが良好となるので、１
０側〜５０ａｕａ、好ましくは２０部ｍ　〜２０ｍｍ、
さらに好ましくは　１００．ｌｌｌＴｌ　〜１０ｍｍで
あることが望ましい。岩綿を配合するばあいには、その
配合口は最終製品である発泡体の使用目的に応して適宜
調整されるが、通常ＰＶＣ１００部に対して０〜３００
部、好ましくは１０〜１００部である。かかる岩綿量は
３００部をこえるばあい、良好な発泡体をうるのが困難
となる傾向にある。

他の繊維状物の例としては、たとえばガラス繊維、セラ
ミック繊維などもあげられ、岩綿と混合してまたは単独
で用いられる。

前記粒状物としては平均粒子径０．１）１〜３００虜程
度のものが用いられ、その種類についてはとくに制限は
ないが、価洛および入手しゃずさなどの点から、タルク
、炭酸カルシウムなどが好ましく、またシラスバルーン
などの中空体を用いることもできる。

前記無機充填剤の配合】は、発泡させやすさや最終製品
である発泡体の使用目的などに応じて適宜調整され、Ｐ
ＶＣ１００部に対して１５〜３０００部、好ましくは１
５〜１０００部、さらに好ましくは５０〜１ｏｏｏ部で
ある。

これら繊維状物と粒状物との併用は当然可能であるが、
耐火形態保持性を改良するという効果は繊維状物のほう
が大である。

前記安定化剤としては、ＰＶＣの分解劣化を阻Ｉ卜する
能力を有するものであればいずれのものをも用いうる。

かかる安定化剤の具体例としては、たとえば二塩基性ス
テアリン酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性硫酸鉛や
ステアリン酸カルシウムなどがあげられ、これらの安定
剤は単独でまたは２種以上混合して用いられる。かかる
安定化剤の配合量は、ｐｖｃ　ｔｏｏ部に対して通常１
〜１０部である。該安定剤の配合量は１部未満であるば
あい、安定化剤を添加した効果に欠けることがあり、ま
た１０部をこえるばあい、安定化効果の観点からそれ以
上用いる効果の向上が小さく、コスト的にも不利となる
。

なお、本発明においては、さらにたとえば各種酸化防止
剤、紫外線吸収剤をはじめ、酸化チタン、群青などの顔
料；第三級アミン、アルキルスルホン酸塩などの帯７ｈ
防止剤など、通常プラスチックの添加剤として用いられ
ているものを必要に応じて適宜１凋整して使用しうろこ
とはｂちろんである。

つぎに本発明の硬質発泡体を製造する方法の一例につい
て説明する。

まず所定二に計口された原料をたとえば双腕ニーダ−な
どの混練機に投入する。８涼料が均一に分散されるまで
混練し、必要であれば一度組成物の温度を下げ、発泡助
剤を使用したばあいの分解温度以ドの温度でさらに発泡
助剤を投入して均一に分散するまで混練する。

つぎに調製された発泡性組成物を、たとえばアルミニウ
ム合金などからなる密閉金型に充填し、金型をたとえば
油圧駆動型の多段式ホットプレス機にセットするなどし
て、加圧下で該発泡性組成物を加熱する。

加圧および加熱条件は、該発泡性組成物の構成成分によ
り異なるが、分解型発泡剤の分解が実質的に完了するこ
とが必要であり、発泡性組成物に応じた適当な温度、た
とえば１３０〜１５０°Ｃおよび圧力１４０ｋｇ／ｃｊ
以上が選定される。なお、温度が１３０”０以上に達し
たら、１０〜３０分間程度その状態を維持するのが好ま
しい。そののち金型を加圧したままプレス機の加圧加熱
板温度を、水などの冷却媒体を用いて発泡適性温度まで
降下させる。発泡適性温度は、発泡性組成物の組成ある
いは金型の形状およびその寸法などによって異なるが、
通常前記加圧加熱温度よりも低く、発泡時にセル膜が破
れることによる発泡ガスの逸散が生じないようなＰｖＣ
相の粘弾性を与える温度であり、たとえば２０〜５０℃
程度である。金型内容物が発泡適性温度になったら金型
を型開きし、金型内容物を大気圧下に解放することによ
り、本発明の硬質発泡体かえられる。

発泡直後の発泡体には、使用した溶剤が残存しているの
で、溶剤に応じた適当な？ＦＡ度で適当な時間放置して
残存溶剤を揮散除去する。なお、発泡体からのを機溶剤
の除去はカッターなどで切断して表面積を大にすること
で除去を促進させることもできる。

本発明の硬質発泡体は、たとえば建築用断熱材として用
いる際には熱伝導率などの物性および妥当なコストを維
持するために発泡倍率が２０倍以上の発泡体であること
が好ましい。燃焼時の発ｙＡ量、発煙量および経済性を
考慮するばあいには、さらに高発泡倍率を有する発泡体
とすることが望ましく、好ましくは６０倍以上である。

しかしながら発泡倍率が２００倍をこえるばあいには、
正常な発泡体を製造することが困難なうえ、仮に良好な
発泡体かえられても強度などの物性が不充分となる傾向
を有するため、２００倍以下であることが好ましい。

以上は本発明の硬質発泡体の製造法の一例であり、発泡
剤としてＤＰＴを含む発泡性ＰｖＣ組成物中には溶剤と
してケトンを含有する有機溶剤が使用され、発泡剤の製
造の際には１３０〜１５０℃の温度範囲で加圧され、発
泡に適した温度で除圧するという基本操作が満足されて
いれば、有機溶剤の混合方法、温度の上昇・降下、加圧
方法などはほかのいかなる方法によってなされてもよい
。

以下に本発明の発泡性組成物およびその硬質発泡体を実
施例にもとづいてさらに詳細に説明するが、本発明はか
かる実施例のみに限定されるものではない。

実施例１〜１１ 第１表に示す原料を第２表に示す割合で総量が５００Ｏ
ｆになるように計量した。

発泡剤以外の原料すべてを有効容！３Ｎの双腕ニーダ−
に投入し、ニーダ−のジャケットに熱水を通して８５〜
１００℃に保持して原料を３０〜５０分間混練して本発
明の発泡性組成物をえた。

混練後の発泡性組成物をキャビティ寸法ｌＧＯｍａ　Ｘ
　　ＩＢＯｍｍ　Ｘ　２２ｍｍのアルミニウム合金製金
型に充填し、金型をアルミニウム板で蓋をし、油圧駆動
型ホットプレス機にセットして室温（約２０℃）から　
１４５℃まで１０分間で昇温した。

ホットプレス機の締付圧は各実施例において金型面積１
　ｃｄあたり約１５０　Ｋ−であった。

つぎに金型を１４５℃で１０分間保持したのち、ホット
プレス機冷却板に温水を通して金型温度を発泡に適性な
温度（２５〜３５℃）まで約１５分間で降温した。

そののちホットプレス機の締付圧を解放したところ、金
型内容物は約１秒間で発泡を完了した。

えられた本発明の硬質発泡体はいずれも外観美麗であり
、切断面の気泡の均一性も良好であった。

発泡体を熱風循環式オーブンに入れ、５５℃で約半日、
さらに８０℃で約１日放置して有機溶剤を揮散除去した
。

つぎにえられた硬質発泡体の物性として、見掛密度、発
泡倍率および燃焼発熱口の指標としての温度時間面積を
下記の方法にしたがって測定した。その結果を第２表に
示す。

（見掛密度） 発泡体から２５　ｍｍ角の立方体を切出し、体積と型口
を測定して算出した。

（発泡倍率） 第２表のｐｖｃ　ｉｏｏ重口部に対する無機充填剤、発
泡剤および安定剤の配合Ｑ（重二部）から発泡体中のＰ
ｖＣの見掛密度を式； ［発泡体中のＰＶＣの見掛密度］− ［発泡体の見掛密度］　Ｘ１００／（１００＋　［無機
物量＋発泡剤二十安定化剤口］）（ｇ／ｃｊ）より求め
た。

ＰｖＣの比重を１．４として発泡倍率を式二［発泡倍率
］　−［１，４／発泡体中のＰｖＣの見掛密度］　（倍
）より算出した。

（温度時間面積） ＪＩＳ　Ａ　１３２１　ｒ建築物の内装材料及び工法の
難燃性試験方法」により測定した。

比較例１および２ 第１表に示す原料を第２表に示す割合で総量が５Ｏｆ）
Ｏｇになるように計量し、実施例１〜８と同様にして発
泡体をえ、かかる発泡体の物性をＡｌ１定した。その結
果を第２表に示す。

［以下余白］ ［発明の効果］ 本発明の発泡性組成物は、燃焼時の発熱量を低減した、
火災に対する安全性にすぐれた安価な発泡体を提供する
ものである。また、その硬質発泡体は、燃焼発熱量が低
いことおよび発泡体としての断熱性能をも釘することか
ら、たとえば建築用断熱材などとして好適に使用しうる
ちのである。

特 許 出 願 人 鐘淵化学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（Ａ）塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、（
   Ｂ）発泡剤としてジニトロソペンタメチレンテトラミン
   １０〜１００重量部、 （Ｃ）亜鉛含有化合物５〜９５重量部および（Ｄ）ケト
   ンを含有する有機溶剤２０〜２０００重量部を主成分と
   してなる発泡性組成物。 ２　（Ａ）塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して（Ｅ
   ）水酸化アルミニウム１０〜６００重量部を含有してな
   る請求項１記載の発泡性組成物。 ３　塩化ビニル系樹脂が平均重合度１５００〜５０００
   の懸濁重合塩化ビニル樹脂である請求項１または２記載
   の発泡性組成物。 ４　塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して無機充填剤
   １５〜３０００重量部を含有してなる請求項１または２
   記載の発泡性組成物。 ５　塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して岩綿０〜３
   ００重量部を含有してなる請求項１または２記載の発泡
   性組成物。 ６　安定剤を含有してなる請求項１または２記載の発泡
   性組成物。 ７　（Ａ）塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して（Ｃ
   ）亜鉛化合物５〜９５重量部を主成分として含有してな
   る硬質発泡体。 ８　（Ａ）塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して（Ｅ
   ）水酸化アルミニウム１０〜６００重量部を含有してな
   る請求項７記載の硬質発泡体。 ９　塩化ビニル系樹脂が平均重合度１５００〜５０００
   の懸濁重合塩化ビニル樹脂である請求項７または８記載
   の硬質発泡体。 １０　塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して無機充填
   剤１５〜３０００重量部を含有してなる請求項７または
   ８記載の硬質発泡体。 １１　塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して岩綿０〜
   ３００重量部を含有してなる請求項７または８記載の硬
   質発泡体。