JPS59217661A - 無機質系発泡体の製造方法 - 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、無機１系の発泡体の製造方法に関すれ、各種
装置、建物等の断熱材その他に広く用いられているが、
特にこのうち、塩化ビニル樹脂発泡体は、耐薬品性、機
械的強度等の点においても優れており、広く一般的に用
いられている。しかし、この塩化ビニル樹脂は難燃性で
はあるものの不燃性ではなく、又熱に対して比較的弱く
、高温の雰囲気においては体積が収縮してしまうという
欠点があシ、特に炎に接した場合には、有毒な塩化水素
ガスが発生するという極めて不都合な欠点を有していた
。そこで、上述有機材発泡体による軽量、断熱性という
特徴に加えて熱せられても体積収縮率を小さくおさえ、
炎に接した場合に発生する塩化水素ガスを無毒化反応せ
しめると共に、より難燃性化させるという目的で、塩化
ビニル樹脂に無機質粉末を混合して発泡させた無機質充
填材を含有する発泡体が開発されている。このような無
機質充填材含有の発泡体は、たとえば分子中に結晶水を
有する無機質充填材を塩化ビニル樹ｈｓに混合し、加熱
して水蒸気を発生させ発泡させたもの、或は塩化ビニル
樹脂に無機質充填材と溶剤を加えて加熱しながら密閉ニ
ーダで混練し、それに液化ブタンを溶解した溶剤を混合
して、全型中漫 で加熱発絢させたもの等が知られている。しかるに、こ
れらの発泡体は、前者の場合無機質充填材を多量に混合
すると、それを均一に分散、発泡させることができず、
又いわゆるガス抜は現象が生じて十分な発泡体が得られ
ないということから、無機質充填材は２５チ以上配合す
ることはできず、又後者の場合には、液化ブタン等を添
加して混練ゲル化させることで、無機質充填材は４０係
以上配合せしめることによっても、一応十分な発泡体を
得ることができるが、これとても発泡体を得るためには
少なくとも２５φ以上の塩化ビニル樹脂が必要であると
いう制約があシ、従ってこれらはやはり有機質発泡体で
あって、炎に接した場合の有毒ガスの発生をなくすとか
、不納性化せしめるということは困難であるということ
のほか、加工性、形状安定性等においても十分なもので
はない等という欠点があった。

本発明者は、上述問題点、欠点に鑑み、無機質系発泡体
によシ断熱性、不燃性を有し、発泡化によシ軽量で機械
的強度も十分な発泡体として利用し得べく種々研究の結
果、無機質充填材を基材とし、これに塩化ビニル樹脂、
酸化亜鉛、発泡剤及び可塑剤を添加混練し、加熱発泡せ
しめることにより無機質充填材を主体に多量に含んでい
ても、安定した均一の気泡溝造で高発泡化させることが
でき、不燃性をもたせ得ると共に、軽量で断熱性、耐水
性、吸音性、機械的強度等をも十分に有する優れた発泡
体を得ることに成功し、又加えて、得られた該発泡体は
酸化亜鉛の添加により、組成中の塩化ビニルの皮膜が均
一化されると共に強化されるので、発泡後の硬化段階に
おける成形は勿論のこと、硬化後の再加熱によるプレス
成形も、極めて容易に良好になしうるということに成功
し、本発明は完成をみた。

斯くして本発明の要旨は、基材としての無機質充填材に
対して塩化ビニル樹脂、酸化亜鉛、発泡剤及び可塑剤を
常温、常圧で混練してコンノくランドとなし、該コンパ
ウンドを全型内で常法により加熱発泡せしめてなる無機
質系発泡体の製造方法にある。父上記方法において効果
的な配合割合は、無機質充填材が５０〜８０重量部、塩
化ビニル樹脂が５〜１５重量部、酸化亜鉛が１５〜３５
重量部である。

次いで本発明方法をさらに詳細に説明するが、本発明の
発泡体の製造方法における発泡体を構成する成分として
の発泡剤としては、有機発泡剤としてＤＰＴ、ＡＣ，Ａ
ＩＢＮ等、無機発泡剤として重炭酸ソーダ、塩化アンモ
ニウム等、フロン等のガス等が用いられ、可塑剤として
はトルエン等芳香族系の一時可塑剤、塩化パラフィン等
の不燃の可塑剤等が用いられる。又無機質充填材として
はカルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の水酸化
物、或はこれらの炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩等、若しくは
それらの結晶水を有するもの、アスベスト、タルク、ペ
ンナイト、クレー等々の一種乃至は複数種の混合したも
のが用いられ、又これらの糖度は可塑剤の吸油量を決定
する上で重要な要素となる一方、その材料の種類に応じ
て好ましい値があり、たとえばタルク［Ｍｇ５Ｈ２（ｓ
　ｉ　ｏ３）４〕はその分散性を向上せしめるために１
５０メツシユの篩を９０％以上通過する程度以上の細か
さのもの、炭酸カルシウムは塩化ビニル樹脂の燃焼によ
って発生する塩素と反応せしめて無毒化させたり、塩化
ビニル樹脂と可塑剤との密着性を向上させるだめ７０〜
２００メツシユ中に必要な分布をすることが好ましい。

さらに不燃性を向上せしめるだめの水酸化アルミニウム
は、３００７ツゾユ以下のものとするのが適当である。

これらの無機質充填材と塩化ビニル樹脂との配合割合は
、前者の５０〜８０重量部に対して後者は８乃至１５重
量部とすることができ、特に前者の７０重量部に対し後
者は８重量部程度とするのが好ましい。塩化ビニル樹脂
の配合割合がこれよシも少ないと、十分な発泡が行われ
難く、機械的強度も得られず跪くなシ、これ以上では、
本発明の目的とする不燃性、耐熱性を有した発泡体を得
るのが困難となる。又塩化ビニル樹脂は、発泡体の製造
上３２５メツシユの篩を全て通過する粒度で必要な分布
を有したいわゆるペーストレＮンであるのが可塑剤の吸
油量と無機質充填材との親密性を保つ上で好ましい。

さらに、本発明方法に係る発泡体の特徴ある成分である
酸化亜鉛は、上記無機竺充頃材５０〜８０重量部、塩化
ビニル樹脂５〜１５重量部に対し、１５〜３５重量部の
範囲、好ましくは２５重量部程度の割合で使用する。こ
の酸化亜鉛は触媒として作用し、少量の塩化ビニル樹脂
を配合した上記基体の発泡作用玄均−に安定的に行わせ
、発泡体の機械的強度、再加熱によるプレス成形の加工
特性等の改善に極めて大きく作用している。これは塩化
ビニル樹脂の分子内で、酸化亜鉛による脱塩素化反応が
生じて塩化亜鉛を生成し、脱塩素化された塩化ビニル樹
脂の２個の遊離ラジカルの・２ 結合による架橋、又は遊離ラジカルの他分子鎖の二重結
合への付加による架橋反応が起る結果と志向上し、無機
算充填材に対して極めて少量の塩化ビニル樹脂をもって
しても十分な発泡構成となすことができ、機械的強度が
大きく、又再加熱によるプレス成形加工を容易に行い得
る発泡体を作ることができる。又、充ｚｉ材のうち水酸
化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物或は
結晶水を有するものは、熱によって加熱分解し、塩化ビ
ニル樹脂の燃焼にょシ発生する塩素と反応し、塩化物と
水とになるので、塩化ビニル樹脂による燃焼温度を下げ
、不燃性向上作用をなすと共に、発生した塩素は反応に
より塩化アルミニウム、塩ら水酸化物或は結晶水を有す
る化合物は、全重量部に対し一’ｒｉｓ〜３５重量部含
めることによって不燃性化せしめることができる。

尚、前記した発泡剤は無機頃充填材、塩化ビニル樹脂及
び酸化亜鉛１ｏｏ重量部に対して１０〜１６重量部、可
塑剤は５０重量部程度の割合で用又、本発明方法に係る
発泡体には上述必＼成分のほかに、熱安定剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、難燃剤、強化充填剤、不燃性染顔料
、帯電防止剤、かび防止剤等、適宜必要な添加剤を用い
ることができる。

本発明方法によって発泡体を製造するには、捷ス塩化ビ
ニル樹脂と炭酸カルシウム、タルク、アスベスト等の無
機！充填材及び発泡剤をミキサー支 で混合し、次いでその混合粉体に可塑剤を全重量部に対
し５０重量部加え、常温、常圧にてニーダ等で低回転に
て混練する。さらにこのコンパウンドに水酸化アルミニ
ウム等の水酸化物或は結晶水を有する不燃性向上作用材
を加えて混練し、出来上ったコンパウンドに可塑剤をさ
らに５０重量部加えてペースト状のコンパウンドとする
。その後全型内において加熱し、少なくとも発泡剤の分
解又は気化する温度以上で、かつ塩化ビニル樹脂がゲル
化する温度まで加熱する。これによって塩化ビニル樹脂
は溶剤（可塑剤）に溶け、無機賃充櫃材の微粒子を隅な
く包み込み、各微粒子に接着してそれら相互間をも接着
せしめる。この時塩化ビニル樹脂は酸化亜鉛と反応し、
その皮膜の粘度及び強度が増大するので、少量の塩化ビ
ニル樹脂であっても、無機貿充嬶材は完全に各微粒子が
包みめ、全型を密閉したままで冷却、その後全型を開放
し除圧する。これによシ内容物は直ちに一次発泡し、通
常この時２〜５倍の体積になる。次いで、この−次発泡
したものをオーブン等の温風循環装置内で加熱し、二次
発泡を行わしめれば、最終的に当秘の体積の４〜３０倍
の体積に発泡が行われ、発泡体としての製品が得られる
。

斯くして本発明方法によって得られた発泡体によれば、
極めて少ない配合割合の塩化ビニル樹脂であシながら、
酸化亜鉛の添加によって、その皮膜の粘度が増すと共に
強固となム一般に無機實充櫃材が９０％前後になると熱
可塑性がなくなるにもかかわらず、本発明によって製造
した発泡体は完全な熱可塑性を有するものとなる。而し
て、発泡体としての製品となった段階で、末だ硬化し□
ない状態においては、必要に応じて極めて容易にスライ
ス等することが可能で、所望の寸法に容易に成形するこ
とができ、又その軟實状態における発泡体は、特定の型
上に載置するのみで、その型通りの形状に容易に変形し
て硬化せしめることができ、凹凸状の立体形状のものを
容易に成形可能である。又、一旦板状等に成形した発泡
体は、後刻再加熱することによ見上記塩化ビニル樹脂の
改善特性から容易に可塑化されるので、加熱プレス成形
が可能となり、後加工が行えるという極めて特徴的な性
情をも有している。又、本発明方法によって得られた発
泡体は、無機質充填材を主体とした独立気泡によって形
成された発泡体なので、軽量で断熱性、吸音性、耐水性
を有し、機械的強度寸法安定性等も十分に有した上、特
に不燃性で、　　　　　　　　あるので、そのまま、或
は予め不燃性顔料、染料を混入させるか、外面に塗装す
る等して、着色し断熱材としては勿論、建材、車両用内
装材、各種装置の構成材等のほか、電気絶縁材、電磁遮
蔽材等としても利用しうる等、各種のものに適用可能で
あシ、火災等に入って高温となっても、塩化水素ガスの
発生は極めて微量におさえられるので、尚、本発明の製
造方法において、一時可塑驚を使用すれば硬質の発泡体
が発泡後も残留−する可塑剤を使用すれば軟質の発泡体
が得られる。

以下、本発明の実施例を示す。

実施例 ＤＰＴ（ジニトロソペンタ　　１０　“メチレンテトラ
ミン） 重炭酸ナトリウム　　　　　　　３　“トルエン　　　
　　　　　　　４０　“上記配合物をニーダによシ常温
において約６０分間混練し、ペースト状のコンパウンド
とした。

得られたコンパウンドはトランスファ成形用全型に移送
し、発泡ガスがもれないように密閉して発泡剤の発泡温
度と塩化ビニル樹脂の溶解温度に合せて段階的に１７０
℃位迄加熱せしめた。その後ゆっくりと室温まで冷却し
て全型を開放した。これによって発泡成形品は約２倍に
一次発泡した。

さらにこの発泡成形品を５０ｍ１厚にスライスして、１
５０℃のオーブン中に８時間放置養生して自由発泡させ
た。こうして得られた二次発泡成形品は当υの約８倍の
発泡倍率で、比重は０．１７７８であり、吸水量は２　
、３４ｇ／ｌ　００ｃＩｎ（試料の大きさ７０ｘ７０ｘ
ｌＯｍｔ、２２℃、ＲＨ５０％）であった。又該二次発
泡成形品、即ち本発明方法によって得られた発泡体をＪ
ＩＳの難燃性試験方法（ＪＩＳＡ１３ｊｌ）に基き、４
０Ｘ４０Ｘか ５０ｍｍの試料を７５０℃のＡ内で２０分間加熱した結
果、約１５秒後に一旦−６６０℃迄下った後、４分後に
最高の７６５℃となり、１０分後には７５０℃に落着い
た。当梢一旦温度が下るのは、無機ν充瑛材中の水酸化
アルミニウムの水酸基が加熱分解して、塩化ビニル樹脂
の燃焼熱を吸収するだめで、これにより全体の温度上昇
が押えられ、基準値が達成された。又、２２０×２２０
×１５朋の試料を１０分間加熱した結果、その排気温度
曲線は、標準温度曲線に対し最初の３分間は２０〜４０
℃低い値を示し、その後はほぼ一致する値を示した。さ
らに発煙量については、所定の測定の結果、その単位面
積当シの発煙係数は最大１２ＣＡであった。その他防火
上有害な変形、溶融、亀裂も発生せず、避難上有害なガ
スの発生もなく、加熱終了直後には残炎は消滅した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材としての無機質充填材に対して塩化ビニル樹
   脂、酸化亜鉛、発泡剤及び可塑剤を常温、常圧で混練し
   てコンパウンドとなし、該コンパウンドを舎型内で常法
   により加熱発泡せしめてなる無機質系発泡体の一製造方
   法。
2. （２）前記無機質充填材は５０〜８０重量部とし、前記
   塩化ビニル樹脂は５〜１５重量部とし、前記酸化亜鉛は
   １５〜３５重量部としだものである第１項記載の無機質
   系発泡体の製造方法。
3. （３）前記無機質充填材は水酸化物或は結晶水を有する
   化合物を含むものである第１項記載の無機質系発泡体の
   製造方法。 九