JPS5815064A - 防火用含水ブロツクの製造法 - 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】 本発明は、防火または耐火或は耐熱などを目的とするも
のに用いる防火用含水ブロックの製造法に関するもので
ある。

ここに防火用含水ブロックとは、室温において離奨をお
こさず半永久的に保存可能で、高温度になっても或は炎
にあたっても見掛けの粘度や見掛けの形状に変化を認め
ることのできない、プラスチック製袋の中に含水硬化物
が密封されているものをいう。

防火用含水ブロックは、建築構造物や建築材料のほか諸
設備、装置、耐火庫、しゃへい物などに用いる。たとえ
ば、建築物の壁面内部に充填して防火と耐火性能を向上
させ、或は自動車の天井にとりつけて防熱することがで
きる。

従来、防火用含水ブロックではないが、建築材料として
含水ポリエステル樹脂が知られている。

しかし、このものは、製造後数ヶ月の間に水分を除々に
失い建築材料としての寸法安定性がわるいために実用化
されていない。また、その製造方法を特公昭４５−３４
４７３号「合成樹脂基材の不 燃性建築並に構造材料」にしめされるところを引用すれ
ば、含水ポリエステル樹脂は油中水型の逆エマルション
を中空型中に流し込んで硬化させてつくられ、そのとき
の主成分の一つに水に不溶性か難溶性のモノマー、たと
えばスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エス
テルなどを用いている。これらのモノマーは、重合する
までは有機溶剤に似てプラスチックフィルムを溶解また
は膨潤させる性質があり、また可燃性で臭気もはげしく
取扱いにくいものである。しかも、重合反応は油中水型
の逆エマルションで行はれるため、本発明のようにプラ
スチックフィルムの袋の中で重合反応をおこなわせると
きは、重合反応が起るまでにこれらのモノマー類でプラ
スチック製袋が膨潤したり、溶解したりする恐れがある
。

また、特許登録番号第１０１５４８５号「含水組成物を
内包するプラスチック建材」に示される含水組成物のな
かには、土質安定剤と称されるケミカルグラウトが本発
明の架橋高分子化して硬化させることのできる水溶液と
似ている。しかし、 このものはガラスせんいボードやプラスチックフォーム
などに含浸しにくゝ、流れ作業の障害となり、かつ室温
で反応を行うためゲル化するまでの可使時間が短く、含
浸の途中でゲル化することもあって、その調整が困難で
あった。さらに、室温で硬化させるときは表面の空気に
触れる部分が未硬化の水溶液としてのこり、この傾向は
厚さ２５ｍｍ以下の薄物になる程いちじるしい。このた
め、専用につくった硬化用箱内で硬化させたものをプラ
スチック製袋に移すときに、未硬化の水溶液を除去する
必要があった。それは、製品のコスト高になる以外に未
硬化の水溶液の廃棄処理という厄介な問題をかゝえてい
た。

本発明によってつくられる防火用含水ブロックは、その
使用目的、使用個所からいって長年月にわたり品質の安
定したものでなければならない。

換言すれば、実用上長年月にわたって重量変化をおこさ
ず、腐敗したり雑菌などによって変質しないことは勿論
、一般の含水ゲル化物にみられるような離奨現象をおこ
さない保存性のよいものをう ることである。それには、防火用含水ブロックの製造に
使用される原材料をえらぶことゝ、新しい製造方法を見
出すことである。

本発明は、研究の結果安定した防火用含水ブロックの多
量生産を能率よくなしとげる製造法を確立したものであ
って、その内容は次の通りである。

プラスチック製袋の中で、水と触媒作用や放射線照射に
よって架橋高分子化して硬化する水溶性成分と含水硬化
物となってから水の損失を防止する潮解性無機化合物を
含んだ水溶液を、心材となるガラスせんいボード、通気
性プラスチックフォームまたは合成せんい質不織布など
からえらばれたいづれか１種または２種以上の全部また
はその一部に含浸させたのち、該袋を密封する前または
後に、袋ごと加熱または放射線照射して該水溶液を硬化
させて安定した防火用含水ブロックを製造する方法 本発明の防火用含水ブロックの製造法は、以下に記され
るいくつかの特長をもっている。

Ａ．潮解性無機化合物を含んでいること。

潮解性無機化合物は、空気中の水分を吸ってみずからそ
の中にとける性質をもった物質であり、これがプラスチ
ック製袋のなかにあって防火用含水ブロックの保水性を
たもち、長期にわたって重量変化をおこさず保存性をよ
くすること。

この現象は、該水溶液の硬化したいわゆる含水硬化物の
表面でも水分の吸湿と揮発が均衡しているためと推考さ
れる。

Ｂ．プラスチック製袋の中で、該水溶液が心材に含浸さ
れること。

これは、該水溶液の損失ひいては含水硬化物の損失がな
く、作業も衛生的で無駄がなく早いこと。さらにこの時
、該水溶液中に表面活性剤を入れると、心材への含浸速
度がより早くなり、それだけ作業が促進されること。

Ｃ．該水溶液は、加熱または放射線照射により短時間に
完全硬化することができること。

しかも、該水溶液に硬化触媒そして或は硬化促進剤を用
いる場合でも、室温での該水溶液の可使 時間を長くし心材への含浸も充分可能なばかりでなく連
続作業を容易にすることができたことである。之に対し
、室温硬化では、表面の空気に接する該水溶液の表面は
未硬化のまゝ残り、この傾向は薄い物ほど著しく、未硬
化物の処理がまた作業能率を低下させた。

Ｄ．プラスチック製袋に、非通気性プラスチック発泡体
、プラスチック含泡体、または非通気性プラスチック発
泡体やプラスチック含泡体とプラスチックフィルムとを
接着したプラスチック複合体のいづれか１種を用いてつ
くられた袋を用いることによって、防火用含水ブロック
に断熱性、結露防止製そして緩衝性をもたせることがで
きること。

Ｅ．プラスチック製袋に、レドックス系触媒により硬化
させることのできる該水溶液を注入し、心材に含浸させ
たのち、眞空包装するかまたは袋内を不活性気体で置換
して密封し、これを加熱して未反応物を残さないで該水
溶液を完全に硬化させることができる。

以上、本発明のもっているこれらの特徴は、そのまゝ工
場における防火用含水ブロックの連続生産に役立てるこ
とができる。

次に、本発明に使用される原材料についてのべる。

先づ、潮解性無機化合物を含み架橋高分子化して硬化さ
せることのできる水溶液には、（イ）水溶性の高分子化
合物を水にとかして水溶液にしたのち、架橋剤または放
射線照射によって高分子間に架橋をおこして水を含んだ
まゝ含水硬化物となるものと、（ロ）水溶性の重合成モ
ノマーと一分子中に反応性官能基を２個以上もった水溶
性化合物を水にとかして水溶液としたのち、これに硬化
触媒と必要により硬化促進剤を加えて高分子化反応と架
橋反応をおこして含水硬化物となるもの、および（ハ）
土質安定剤として用いられてきたものゝ中からえらぶこ
とができる。たとえば、アクリル酸の２価または３価の
金属塩（Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌなど）を水にとかしレ
ドックス触媒で硬化させるものや、尿素系グラウトもま
た用いる ことができる。尿素系グラウトの利用は、水に尿素樹脂
初期縮合物と尿素をとかし、これに酸性触媒の水溶液を
適当量配合して含水硬化物をうることができるものなど
、３つに大別される。

（イ）の例としては、平均重合度２００以上の完全ケン
化または部分ケン化ポリビニルアルコールを、その重量
の５０倍量までの水にとかした水溶液に、コバルト６０
などの放射性物質からのγ線もしくはリニヤアクセラレ
ーターからの電子線を照射することによって含水硬化物
をうることができる。また、該水溶液にグリオキザール
やメチルホルムアミドのような架橋剤を添加し架橋化す
ることによって含水硬化物をうることができる。

或はまた、重合度１００〜３０００の部分ケン化ポリビ
ニルアルコールまたは側鎖に遊離のオキシ酸またはオキ
シ酸塩を有するせんい素誘導体と分子量３０００以下の
１〜４ヶの重合可能なエチレン基を有する水溶性モノマ
ー、たとえばエチレンジアクリレート、グリセロールジ
アクリレートなどを含む水溶液に、付加重合開始剤また
は増感剤 のベンゾインのアルキルエーテルなどを加え、水銀灯照
射することによって含水硬化物をうることができる。

（ロ）の例としては、アクリルアミド、アクリル酸およ
びその塩、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなどの水溶
性の重合性モノマーと、Ｎ・Ｎ´−メチレンビスアクリ
ルアミドのようなアルキリデンヂアクリルアミドまたは
一般式 ＯＨＣ・（ＣＨ２）・ＣＨＯ　（ｎ＝０〜６）で示され
る脂肪族ジアルデヒドと脂肪族不飽和アミドとの水溶性
縮合生成物との混合物を水にとかした水溶液を、レドッ
クス触媒の存在下で重合させて含水硬化物をうることが
できる。

水溶性ビニル化合物の水系での重合反応に用いられるレ
ドックス触媒としては、硬化触媒に酸化剤の水溶性酸素
含有触媒、たとえばアルカリ金属の過硫酸塩や塩素酸塩
またはジーターシャリーブチルハイドロパーオキサイド
と、硬化促進剤に還元剤の４価の硫黄を含む無機化合物
や第３級アミン類、たとえば酸性亜硫酸ソーダ、ジエチ
レント リエタノールアミンなどがある。この場合、硬化触媒だ
けでも該水溶液は重合反応をおこして含水硬化物をうる
ことができるが、硬化を促進し短時間に反応を完了する
ためには硬化促進剤の併用が好ましい。そしてこれらの
硬化触媒や硬化促進剤の使用量は特に限定はないが、そ
れぞれ重合にあづかるモノマーの１〜２０重量パーセン
トでよい。

また、アクリルアミド、アクリル酸またはその塩、メタ
クリル酸またはその塩、ヒドロキシエチルアクリレート
、ヒドロキシメタクリレートなどの水溶性の重合性モノ
マーと、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロー
ルメタクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチロールアクリルア
ミド、Ｎ、Ｎジメチロールメタクリルアミドのようなメ
チロール基をもった重合性モノマーの１種以上を含む水
溶液は、酸性またはアルカリ性にしてレドックス触媒に
より硬化させることができる。酸性物質としては、アク
リル酸、メタクリル酸や蓚酸などを、アルカリ性にする
には炭酸ナトリウム、水酸化 カルシウムなどを用いることができる。これは、メチロ
ール基を有する重合性モノマーが一分子中にビニル基と
メチロール基の２つの反応性官能基をもち、重合反応と
並行して架橋化もおこることから含水硬化物となるので
ある。

本発明の潮解性無機化合物を含み、加熱によって架橋高
分子化して硬化させることのできる水溶液は、該水溶液
の種類により無触媒または比較的少い硬化触媒とさらに
必要により硬化促進剤の添加により硬化させることがで
きる。この場合、該水溶液に比較的少い効化触媒と硬化
促進剤が用いられるときの可使時間は１時間以上、通常
は４時間以上あって、心材に該水溶液を含浸させるのに
充分な時間があり、そのあと約４０〜８０℃の加熱を数
分間おこなって完全に硬化した含水硬化物とすることが
できる。加熱の方法としては、温水浴に浸漬し、または
温室に入れるか或はまた電気を用いた加熱方法のいづれ
でもよい。

また、本発明の潮解性無機化合物を含み、放射線照射で
架橋高分子化して硬化させることのでき る水溶液は、室温で長期間安定である。放射線としては
、紫外線、Ｘ線、γ線や電子線、α線、β線などがあり
、一般には水銀灯による紫外線照射、またはコバルト６
０などの放射性物質からのγ線照射或はリニヤアクセラ
レーターからの電子線照射をそれぞれ総線量１×１０６
レントゲン以上行うことによって含水硬化物をうること
ができる。

本発明の製造法によってえられる上述の含水硬化物は、
いづれも架橋高分子化合物の生成によるものであって、
高温になっても粘度低下したり水性ゾルになるようなこ
とはない。この性質は、万一火災にあって受熱しても変
形せず、その位置で防火または耐火の目的を果すことが
できるので、防火用含水ブロックの使用目的からいって
極めて大切なことである。

次に、本発明の架橋高分子化して硬化させることのでき
る水溶液に含まれる潮解性無機化合物には、塩化カルシ
ウム、塩化マグネシウム、塩化セシウム、塩化マンガン
、塩化リチウムおよび食塩の１種または２種以上を用い
ることができる。食 塩は主成分の塩化ナトリウムのほかに微量の塩化マグネ
シウムが含まれていて、潮解性を示すものとして知られ
ている。

本発明の製造法において、潮解性無機化合物を用いるこ
とによる特長を列挙すれば、次の通りである。（ａ）防
火用含水ブロックとして長年月保存しても、その間に重
量変化がなく、保存性のよいこと。（ｂ）潮解性無機化
合物のうち、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、食塩
などは食塩加工にも大量に使用されており、その取扱い
が安全であるばかりでなく防腐剤として作用し、防火用
含水ブロックの長期保存を助けること。勿論、公知公用
の防腐剤や殺菌剤の併用をさまたげるものではない。（
Ｃ）潮解性無機化合物は、不燃性であること。

また、潮解性無機化合物を含み架橋高分子化して硬化さ
せることのできる水溶液は、表面活性剤を入れて心材へ
の含浸速度を早め作業能率を向上させることができる。

たとえば、市販のガラスせんいボードにはフェノール樹
脂系の接着剤が用い られていて吸湿しにくいように表面処理され、水溶液の
含浸性が悪い。このため、非イオン系、アニオン系また
は両イオン系の表面活性剤を適量加えて心材への含浸性
能を改善することができる。

たとえば、非イオン系表面活性剤のＨＬＢが１１〜１５
のものを該水溶液に対し０．００５〜０．５重量パーセ
ント用いるとよい。

さらにまた、該水溶液に添加できるものとしてシラスバ
ルーン、マイクロバルーンやシリカバルーンのような見
掛比重０．３〜０．８の無機質発泡骨材、そして石膏、
ホウ砂、リン酸ナトリウムやエトリンガイドのような結
晶水をもった無機化合物などを該水溶液中７０重量パー
セント以下用いることができる。

防火用含水ブロックは、防火または耐火の目的のために
は水分を多く含むものであることがのぞましい。水分は
、水としてまたは結晶水として含水硬化物の中に含まれ
てくる。本発明に使用される原材料のうち結晶水をもつ
成分としては、潮解性無機化合物のなかでたとえば塩化
カルシウム、 ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏや塩化マグネシウムＭｇＣｌ２・
６Ｈ２Ｏがあり、また任意に加えることのできる結晶水
をもった無機化合物にたとえば石膏ＣａＳＯ４・２Ｈ２
Ｏ、硫酸アルミニウムアンモニウム（ＮＨ４）Ａｌ（Ｓ
Ｏ４）２・１２Ｈ２Ｏやエトリンガイドの３ＣａＯ・Ａ
ｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏがある。

また、架橋高分子化して硬化させることのできる成分は
、いわゆる合成樹脂成分であり、心材の力をかりるとし
てもある程度の強度は必要でありそれに必要な量は、含
水硬化物中重量パーセントで１〜２０、好ましくは２〜
１０である。

本発明の潮解性無機化合物を含み架橋高分子化して硬化
させることのできる水溶液の好ましい組成は、重量パー
セントで水２８〜９８、架橋高分子となる前記（イ）、
（ロ）および（ハ）に記載の合成樹脂成分を１〜２０、
潮解性無機化合物の１〜５２、表面活性剤０〜０．５、
無機質発泡骨材や結晶水をもった無機化合物など０〜７
０である・さらにこれに、微量の消泡剤を加えてもよい
。

さて次に、本発明に使用されるプラスチック製 袋は、前述の含水硬化物の成分の一部が大気中に揮発す
るのを防止することと、防火用含水ブロックとして使用
するときにこれと接触する鉄板、非鉄金属、各種断熱材
、各種不燃材、準不燃材および難燃材などを汚染したり
腐蝕しないために必要とするものである。

その材質には、含水硬化物を長年月保存するのに要求さ
れる物理的化学的性質、伸び率、引裂強さ、耐折強さ、
吸水率、水蒸気透過率、ガス透過度、軟化点、脆化温度
、耐薬品性にすぐれたプラスチックフィルムでつくられ
た袋に、実際に前記含水硬化物を密封して長時間実験し
てえられた結果を総合的に検討した上で決定される。そ
の結果、本発明に使用するのに適当なプラスチック製袋
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナ
イロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのプ
ラスチックフィルムの１種または２種以上を用いてつく
られる。このとき、プラスチックフィルムの厚さは、約
５０μ〜１ｍｍのもので、厳密にはプラスチックシート
の厚みになるも のを包含する。通常は厚さ３００μまでのプラスチック
フィルム製の袋を用い、実用上から含水硬化物の外力に
よる変形………しばしば防火用含水ブロックを一定しな
い形状をした構造物の枠内に充填するときに必要とされ
る……に対しても追随してゆける柔軟性のあることが特
長でもある。

プラスチックフィルムの２種以上を接着剤その他の方法
で積層させてつくられるいわゆる複合フィルムとして本
発明に適しているものに、ポリプロピレン／ポリエチレ
ン、ポリエステル／ポリプロピレン、ポリエステル／ポ
リプロピレン／ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリ塩
化ビニリデン／ポリエチレンなどの２層構成、３層構成
のものがある。

また、このプラスチック製袋自体に断熱性と緩衝性をも
たせる目的で、１〜１０ｍｍ厚さの非通気性プラスチッ
ク発泡体または二層以上のプラスチックフィルムの間に
気体の泡をとじ込めたプラスチック含泡体または該プラ
スチック発泡体や該プラスチック含泡体とプラスチック
フィルムとを 接着した複合体のいづれか１種を用いてつくられる袋を
用いることができる。こゝで使用される袋の材質には、
ポリエチレンフォーム、気泡入りプラスチック・フィル
ムそして前述のプラスチックフィルムがある。

なおプラスチック製袋の製造順序から、はじめに前述の
プラスチックフィルムでつくられた袋の上に、非通気性
または通気性のプラスチック発泡体やプラスチック含泡
体を接着剤または両面接着テープで接着したものを用い
ることもできる。

本発明に心材として用いられる無機質せんいボードとし
ては、ガラスせんいボード、ロックウールボード、ミネ
ラルファイバーボードそしてセラミックファイバーボー
ドなどがある。通気性プラスチックフォームで心材とし
て適当なものに、軟質または硬質の通気性ポリウレタン
フォーム、塩化ビニルフォームがあり、合成せんい質不
織布を心材とするものには、ポリエステル、ポリアミド
、ポリプロピレンなどの合成せんいを用いてつくられる
不織布を使用することができる。

プラスチックフィルムからプラスチック製袋をつくる方
法は、公知の方法による。即ち、プラスチックのフラッ
トフィルムまたはチューブフィルムを用い、ヒートシー
ル法、インパルスシール法、熱溶断シール法、高周波シ
ール法などによってつくられる。また、これらの方法は
眞空包装を行うときおよびプラスチック製袋を密封する
ときにも行うことができる。眞空包装するときには、袋
内の空気を窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガスで置換
したのち密封することもできる。なお、プラスチックフ
ィルムの代りにプラスチック含泡体や非通気性プラスチ
ック発泡体などを用いるときは、プラスチックフィルム
のときに準じて行うことができる。また、プラスチック
製袋を密封するのに、しばしば電気工事用のビニル接着
テープを用いることは有効である。

本発明の製造法によってつくられる防水用含水ブロック
の大きさは、厚さ１〜５０ｍｍ、縦および横の長さ５０
〜１０００ｍｍのものまで可能であるが、これに限定す
るものではない。しかし、 作業上からは厚さ１〜３ｍｍ、縦および横の長さ１００
〜１０００ｍｍのものと、厚さ１０〜２５ｍｍ、縦およ
び横の長さ１００〜６００ｍｍのものが適当である。こ
れらはいづれもシート状または平板状のものになるが、
勿論、球■、円筒■のものなども手間はかゝるがつくる
ことができる。

いかに実施例についてのべる。

実施例 次の配合表により潮解性無機化合物を含み、架橋高分子
化して硬化させることのできる水溶液のベースおよび硬
化液をつくる。単位はＫｇとする。

ベース ２−ヒドロキシエチルメタクリレート ０．２５０ アクリルアミド　０．２５０ メチレンビスアクリルアミド　０．０８０水　７．３９
５ 塩化マンガン　四水和物　０．８００ 塩化マグネシウム　六水和物　０．８００４％非イオン
系表面活性剤（ＨＬＢ＝１４）水溶液 ０．３００ １６％トリエタノールアミン水溶液 硬化液 過酸化（＝）硫酸アンモニウム　０．０１０水　０．９
９０ このベース１．９００Ｋｇと硬化液０．１９０Ｋｇを混
合する。こうしてえられた硬化しうる水溶液は、室温１
５°Ｃで可使時間は約２時間である。

次に、ナイロン６／ポリ塩化ビニリデン／ポリエチレン
の厚さ８０μの３層複合フィルムからつくられる三方シ
ールした内寸３４０×３５０（ｍｍ）の袋の中に、密度
８０Ｋｇ／ｍ３の大きさ２０×３００×３００（ｍｍ）
のガラスファイバーボードを入れ、さらにこの中に、先
の硬化しうる水溶液を注入してガラスファイバーボード
に含浸させたのち、眞空包装機により脱気し密封する。

このとき、該水溶液は注入と同時にガラスファイバーボ
ード に含浸される。

ついで、これを約５５℃に保たれた湯槽に浸漬すると約
５分後に硬化をはじめ、８分後には完全に硬化するので
湯槽から外へ出して冷却し、防火用含水ブロックの製品
とする。

この製品を室内で保存し、重量測定した結果は次のとお
りである。この間の室内の温度は−３℃〜＋３５℃であ
った。

製造時　２．２２０Ｋｇ ３ヵ月後　２．２２０〃 ６ヵ月後　２．２２０〃 １年後　２．２２０〃 ２年後　２．２２０〃 ３年後　２．２２０〃 この結果から、３年後も重量変化はなく、また複合フィ
ルムおよび袋内の含水硬化物にも変化は認められない。

特許出願人　永田暢良

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）プラスチック製袋に、潮解性無機化合物を含み架橋
   高分子化して硬化させることのできる水溶液を注入し、
   該袋内で別に用意した無機質せんいボード、通気性プラ
   スチックフォームまたは合成せんい質不織布からえらば
   れたいづれか１種または２種以上の全部またはその一部
   に含浸させたのち、該袋を密封する前または後に、該袋
   を加熱または放射線照射して該袋内の水溶液を硬化させ
   ることを特長とする防火用含水ブロックの製造法 ２）プラスチック製袋が、ポリエチレン、ポリプロピレ
   ン、ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
   化ビニリデンなどのプラスチックフィルムの１種または
   ２種以上を用いてつくられる袋であることを特長とする
   特許請求の範囲第１項記載の防火用含水ブロックの製造
   法 ３）プラスチック製袋が、非通気性プラスチック発泡体
   またはプラスチック含泡体または非通気性プラスチック
   やプラスチック含泡体とプラスチックフィルムとを接着
   したプラスチック複合体のいづれか１種を用いてつくら
   れる袋であることを特長とする特許請求の範囲第１項記
   載の防火用含水ブロックの製造法 ４）潮解性無機化合物を含み架橋高分子化して硬化させ
   ることのできる水溶液が、水と潮解性無機化合物と水溶
   性のアクリル系重合性モノマーと一分子中に架橋性官能
   基を２個以上有する水溶性有機化合物と硬化触媒と、さ
   らに必要により硬化促進剤そして或は表面活性剤を含む
   ものであることを特長とする特許請求の範囲第１項記載
   の防火用含水ブロックの製造法 ５）プラスチック製袋を密封する際に、眞空包装するか
   または袋内を不活性気体で置換することを特長とする特
   許請求の範囲第１項から第４項まで記載の防火用含水ブ
   ロックの製造法