JPS5827282B2 - ナンネンセイセイケイブツ ノ セイホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、難燃性成形物の製法に関するものである。

詳しくは、自己硬化性能を有しない無機質物質、特定の
アクリル酸多価金属塩、水およびラジカル開始剤でなる
成形材料を用いて難燃性成形物を製造する方法に関する
ものである。

従来、難燃性無機質建材として例えばモルタル板、石綿
スレート板、ケイ酸カルシウム板、石こうボード等が知
られているが、モルタル板や石綿スレート板では強度的
には問題が少ないものの比重が非常に大きく、ケイ酸カ
ルシウム板では強度が小さくしかも価格が高く、また石
こうボードでは強度が非常に小さいなどそれぞれが重大
な欠点を持っている。

このような欠点を克服する方法として、幾つか提案され
ている。

例えばモルタルに各種の重合体を添加する方法や石こう
ボードに単量体を添加し単量体を重合させる方法が提案
されている。

しかし、これらの方法では十分満足できるものでなく、
種々の欠点が残っている。

このため、建材分野では難燃性、耐水性、施工性などに
優れ、強度がありしかも軽量であるような建材が強く望
まれている。

本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
モルタルや石こうの如き自己硬化性の無機質とは異なる
自己硬化性能を有しない無機質物質、特定のアクリル酸
多価金属塩、水およびラジカル開始剤である成形材料を
用いて成形し、加熱硬化させて得られた成形物は難燃性
、耐水性、寸法安定性、施工性などに優れ、強度があり
しかも軽量で建材として極めて有効であることを見出し
て、本発明を完成させたものである。

本発明は、（ａ）自己硬化性能を有しない粉状無機質物
質、粒状無機質物質、および繊維状無機質物質からなる
群より選ばれた１種の無機質物質または２種以上の無機
質混合物１００重量部に対して（ｂ）アクリル酸亜鉛単
量体単独もしくはアクリル酸亜鉛５０〜１００重量％と
アクリル酸マグネシウム、アクリル酸カルシウムおよび
アクリル酸アルミニウムからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上Ｏ〜５０重量％との比率でなる単量体混合
物５〜６０重量部、（ｃ）水２０〜６００重量部および
（ｄ）ラジカル開始剤０．０１〜５重量部の割合でなる
成形材量を加圧または常圧下で４０〜１０００Ｃの範囲
の温度において加熱硬化させた後、水を除去することを
特徴とするものである。

本発明で用いる無機質物質はセメントや石こうの如き自
己硬化性のものと異なり自己硬化性能を有しないもので
、粉状無機質物質としては炭酸カルシウム、クレー、カ
オリン、タルク、酸化チタン、ガラス粉末、アルミナ等
を挙げることができ、粒状のそれとしては砂、シラスバ
ルーン等を挙ケることかでき、繊維状のそれとしては石
綿、岩綿、ガラス繊維等を挙げることができ、難燃性成
形物の用途に従ってこれら無機質物質の単独または２種
以上の無機質混合物（以下、単独、混合物を併せて無機
質物質と記す。

）として使用することができる。

特に繊維状無機質物質は成形物に強度をもたせるときに
有用であり、また粉末状のそれは平滑な表面を有する成
形物とするときに有用である。

アクリル酸亜鉛やアクリル酸マグネシウムなど本発明で
用いる特定のアクリル酸多価金属塩単量体はアクリル酸
と特定の多価金属の水酸化物、酸化物あるいは炭酸塩と
の反応により得られるもので、アクリル酸亜鉛単量体単
独もしくはアクリル酸亜鉛とアクリル酸マグネシウム、
アクリル酸カルシウムおよびアクリル酸アルミニウムか
らなる群より選ばれた１種または２種以上との単量体混
合物を水溶液、水分散液あるいは固形粉末として使用す
ることができる。

この際、単量体単独あるいは単量体混合物のいずれを用
いても本発明の目的を達成させることができ、いずれを
使用するかは所望の成形物により自由に決定すればよく
、その使用量は無機質物質１００重量部に対して５〜６
０重量部の範囲である。

使用量を５重量部以下の少量とすると成形物の難燃性は
向上するものの強度が低下し建材等の分野で使用できず
、６０重量部以上の多量とすると成形物の強度は向上す
るものの難燃性が低下し本発明の目的を達成することが
できず好ましくない。

また単量体混合物の混合比率はアクリル酸亜鉛を５０重
量％以上とすべきであり、それより少ないと成形物の耐
水性や寸法安定性が悪くなり実用に供せなくなるので好
ましくない。

ラジカル開始剤としては過硫酸アンモニウム、過硫酸カ
リウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素等の水溶性過硫
酸塩や水溶性過酸化物を挙げることができ、また還元剤
と組合せレドックス系触媒として使用することも可能で
ある。

ラジカル開始剤の使用量は、無機質物質１００重量部に
対してｏ、ｏｉ〜５重量部の範囲とすべきであり、０．
０１重量部以下の量では硬化に長時間を要し、重合が不
完全となり、また５重量部以上の量では成形材料調製時
に硬化が起ったり、加熱硬化時に硬化が過早になり急激
な温度上昇をもたらし作業上好ましくなくパンクの原因
ともなる。

本発明の成形材料は無機質物質、特定のアクリル酸多価
金属塩単量体、水およびラジカル開始剤からなるもので
、種々の方法によって容易に調製することができる。

例えば成形材料構成成分を撹拌機あるいは混線機を用い
て一度に混合して調製することができる。

またあらかじめアクリル酸多価金属塩単量体の水溶液あ
るいは水分散液およびラジカル開始剤の水溶液を作って
おき、これらと無機質物質とを混合することによって、
さらにまた無機質物質、アクリル酸多価金属塩単量体お
よび水とを混合しておき、成形する前にラジカル開始剤
を添加して調製することができる。

この際、水の使用量は成形材料の作業性や所望の難燃性
成形物に従って決めればよく、無機質物質１００重量部
に対して２０〜６００重量部の広い範囲とすることがで
きる。

そしてこの範囲内で水を比較的多く使用することにより
成形材料の粘度を低下させ、水揮散後の成形物を軽量で
難燃性が一層改善されたものとすることができる。

また水を比較的少なく使用することにより強度が改善さ
れた成形物とすることができる。

しかし水使用量を２０重量部以下の少量とすると成形材
料の粘度が高すぎ作業性が極端に悪く、６００重量部以
上の多量とすると成形材料の粘度が低すぎ所望の成形物
を得ることができず好ましくない。

成形材料の加熱硬化は種々の方法によって行うことがで
きる。

例えば成形材料を型枠に仕込み予備成形し、枠から取り
出して加熱硬化させる方法あるいは金型を用いて成形材
料を成形し加熱硬化する方法によって行うことができる
。

そして前者方法の応用として成形材料を隙間に充填し硬
化させる方法によっても行うことができる。

加熱硬化の際は４０〜１００℃の範囲の温度で行い、１
００°Ｃ以上の高い温度では硬化前、硬化中に水が蒸発
し硬化が完全に終了しない場合があり、また高温のため
硬化速度が早すぎ、重合熱により水の蒸発が急激に起り
成形物内部に大きな空間が生じたり、それがフクレある
いは破裂の原因となるので好ましくない。

また４０℃以下の低い温度では非常に長い硬化時間を要
し、全く硬化しない場合さえあり好ましくない。

成形物からの水の除去は、種々の方法によって行うこと
ができる。

例えば成形材料を予備成形し加熱硬化させた後、成形物
を熱風で乾燥させることにより成形物中の水を実質１０
０％除くことができる。

本発明に従えば、セメント、石こう等の自己硬化性無機
質物質に重合体あるいは単量体を混合し成形する従来方
法では粘性または粘度が極端に大きく、作業性が悪いの
みならず、長時間の養生によってはじめて成形物が得ら
れ生産性が悪いのに比べ、成形材料は低粘度であり、無
機質物質とアクリル酸多価金属塩単量体との親和性が良
く成形材料の調製が容易であるため成形物を製造する際
の作業性が優れている。

また成形材料は可塑性であるため、板状、柱状、エンボ
スタイプなど所望の形状の難燃性成形物とすることがで
きる。

そしてこの分野では、従来見られなかった優れた性能、
すなわち優れた難燃性を発揮することはもちろんのこと
、水を除去したことにより多孔質となっているため透気
性、保温性、防音性に優れ結露現象も皆無であり、さら
に水揮散による収縮もなく、強度が大きく、水中に１週
間程度浸漬しても外観、寸法、強度などの点で伺ら変化
もなく優れた耐水性を発揮する難燃性成形物が得られる
。

さらに本発明に基づいて得られた難燃性成形物は、表面
塗装、釘付け、穴あけ、切断などの二次加工も容易に行
うことができるので、種々の工業分野で有効に使用する
ことができる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく
説明する。

なお、各創生の部は、特にことわりのないかぎり重量部
を意味するものである。

実施例 １ 粉状重質炭酸カルシウム８００部、繊維状石綿２００部
、アクリル酸亜鉛２００部、水５２０部および過硫酸ア
ンモニウム５．０部をニーダ−で混練し成形材料とした
。

成形材料を型枠に仕込み予備成形し、８０℃の温度で１
時間加熱硬化せしめた。

その後、枠から取り出し、１００℃の熱風で１時間乾燥
し水を除去し成形板を得た。

成形板について第１表で示す各種の性能試験を行った。

結果は、第■表のとおりであった。

実施例 ２ 粉状重質炭酸カルシウム８００部、繊維状石綿２００部
、アクリル酸亜鉛１８０部、アクリル酸マグネシウム２
０部、水５２０部および過硫酸アンモニウム５．０部を
ニーダーで混練し成形材料とした。

成形材料を用い実施例１と同じ手順で成形板を得、性能
試験についても同様に行った。

結果は第１表のとおりであった。

実施例 ３ 実施例２においてアクリル酸マグネシウムの代りにアク
リル酸アルミニウムを用いる他は同じ手順にしたがって
成形材料を調製し、ついで成形板を得た。

成形板についても同様に性能試験を行った。

結果は第１表のとおりであった。実施例 ４ 実施例２においてアクリル酸マグネシウムの代りにアク
リル酸マグネシウムとアクリル酸カルシウムの混合物（
混合重量比１：１）を用いる他は日じ手順にしたがって
成形材料を調製し、ついで成形板を得た。

成形板についても同様に性能試験を行った。

結果は第１表のとおりであった。実施例 ５ 粉状重質炭酸カルシウムＳＯＯ部、岩綿２００部、アク
リル酸亜鉛１８０部、アクリル酸カルシウム１２０部、
水６００部および過硫酸アンモニウム７．５部をニーダ
−で混練し成形材料とした。

成形材料を金型温度９０℃、圧力１０１ｙ／ｉの条件で
熱圧し成形板を得た。

１００℃の熱風で１時間乾燥後、成形板について性能試
験を行った。

その結果は第１表のとおりであった。

比較例 １ 粉状重質炭酸カルシウムＳＯＯ部、繊維状石綿２００部
、アクリル酸亜鉛２０部、アクリル酸マグネシウム１０
部、水５２０部および過硫酸アンモニウム１部をニーダ
−で混練し成形材料とした。

この成形材料を用い実施例１と同じ手順で成形板を得、
性能試験についても同様に行った。

曲げ試験の結果は１５ｋｙ／ｉと非常に弱く、成形板を
水中に１時間浸漬しただけで一部が崩壊し耐水性は極め
て悪かった。

比較例 ２ 粉状重質炭酸カルシウム８００部、繊維状石綿２００部
、アクリル酸亜鉛５００部、アクリル酸カルシウム２０
０部、水６００部および過硫酸アンモニウム８部をニー
ダ−で混練し成形材料とした。

この成形材料を用い実施例１と同じ手順で成形板を得、
性能試験についても同様に行った。

その結果、難燃性についても排気温度曲線が標準温度曲
線を越え、両回線で囲れた部分の面積が１８３（’ＣＸ
分）となり、難燃２級に合格しなかった。

比較例 ３ 実施例２において、アクリル酸亜鉛とアクリル酸マグネ
シウムとの使用割合を前者８０部、後者１２０部とする
他は同じ手順に従って成形材料を調製し、ついで成形板
を得た。

この際、乾燥による収縮が大きく、線収縮で７％もあっ
た。

また、成形板を水中に浸漬したところ膨張が大きく、実
用上使用に耐ええないことが判明した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）自己硬化性能を有しない粉状無機質物質、粒状
   無機質物質および繊維状無機質物質からなる群より選ば
   れた１種の無機質物質または２種以上の無機質混合物１
   ００重量部に対して（ｂ） アクリル酸亜鉛単量体単
   独もしくはアクリル酸亜鉛５０〜１００重量％とアクリ
   ル酸マグネシウム、アクリル酸カルシウムおよびアクリ
   ル酸アルミニウムからなる群より選ばれた１種または２
   種以上０〜５０重量％との比率でなる単量体混合物５〜
   ６０重量部 （Ｃ） 水２０〜６００重量部および （ｄ） ラジカル開始剤ｏ、ｏｉ〜５重量部の割合で
   なる成形材料を加圧または常圧下で４０〜１００’Ｃの
   範囲の温度において加熱硬化させた後、成形物から水を
   除去することを特徴とする難燃性成形物の製法。