JPS6042285A - 膨脹性粒状組成物及び該組成物のシート材 - 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】 技術分野 本発明は建物の開孔部や通路を火や煙が通るのを遮断す
る組成物および防火障壁に使うことができ、屋根材にも
使用することができる膨張性ケイ酸塩延焼防止材料に関
する。特に、本発明はホウ酸塩を含有する水利ケイ酸塩
に関し、これらの組成物は膨張する前に水分によって分
解することに耐えられる。

背景 水第１】シたアルカリ金属ケイ酸塩は公知の不燃材料で
あり建築構造物に幅広く使われている。火中の高温にさ
らすと水和水が追出されてｍｗ物がふくれ、元の体積の
２５〜４０倍に増大する。それゆえ防火材料と組合わせ
るとこれらの材料は膨張して火と煙に対する絶縁層とな
シ、該層は水和水の膨張からできた気泡と気孔で一杯と
なる。発泡圧力のために建築構造物の開孔部や通路を密
閉してこれらの不燃材料を防火に役立つようにできるが
、この事に関しては米国特許第４，３６４．２１０号明
細書を参照。

アルカリ金属ケイ酸塩をアスファルト屋根板のような屋
根材料に組込んでこれらの屋根板を延焼防止の等級Ａあ
るいは等級Ｂの形態に変えることもできる。アスファル
トと屋根葺き用の粒剤とから成る外層と有機フェルト６
るいはガラス繊維マントから成る下地との間にあるアス
ファルト層にアルカリ金属ケイ酸塩粒子を置いてもよい
。屋根が火災になった場合には膨張性ケイ酸塩粒子が膨
張して、屋根板が燃えるのを遅らせる熱障壁を形成する
。

アルミン酸ナトリウムあるいはホウ酸溶液のような物質
を昇温下でアルカリ金属ケイ酸塩に加えることによりア
ルカリ金属ケイ酸塩のゲルが形成されることは公知であ
る（米国特許第４，２９７，２５２号明細書、実施例６
、および米国特許 第３．４９８，８０７号明細書、第６欄、４２〜５６行
を参照）。

水分金蓋を制御する固形の水和アルカリ金属ケイ酸塩の
製造には注意深く乾燥条件を制御する必要があることが
知られている（米国特許第３，８９５．９９５号明細書
を参照）。典型的には、文献に記載のアルカリ金属ケイ
酸塩の懸濁液あるいはゲルを、９０℃〜１３６℃の範囲
の温度でおよび懸濁液あるいは溶液の沸点以下の温度で
乾燥する。

ケイ酸塩ペース材料に関する一つの問題点は水や高い相
対湿度に長時間晒すと分解することである。水はケイ酸
塩粒子からアルカリ金属酸化物を浸出し、ケイ酸塩の膨
張能を低減することが知られている。アルカリ金属ケイ
酸塩粒子を被覆する被膜も併せてこの問題の解決策が過
去に提案されている（米国特許第４，２１８，５０２号
明細書を参照）。水に長時間浸した後で膨張して防火剤
としての効果が戸外の風雨に当てる条件下で長時間確実
に続くアルカリ金属ケイ酸塩を提供することが本発明の
目的である。

発明の開示 水に可溶なケイ酸塩をホウ酸塩化合物と結合させること
によって新規な組成物を開発した。これらの物質を結合
させて乾燥すると低い溶解度の物質が生じる。新しい物
／］ヲ要約して述べると、式ｒｉ２ｏ：　ｘ　５ｉ０２
　（Ｍはアルカリ金属）で表わされるアルカリ金属ケイ
酸塩と、少なくとも一つのホウ酸塩と水との混合物から
成る膨張性組成物であって、Ｘは（シリカのアルカリ金
属酸化物に対するｌ量比でろって）約１．５〜約４の範
囲の値であシ、Ｍに対するホウ素のモル比は約０．２〜
約０．９であり、水は組成物全体の約５〜１５重量パー
セントから成るものである。

有用なアルカリ金属ケイ酸塩の例としてはケイ酸ナトリ
ウム、ケイ酸リチウムおよびケイ彪カリウムがらり、ケ
イ酸ナトリウムが好ましい。アルカリ金属ケイ酸塩の混
合物を用いることもできる。

それゆえＭはケイ酸塩の形態のアルカリ金属の混合物で
あってもよい。

この記載において述語「オキシホウ素」あるいは「ホウ
酸塩」はホウ素および酸素を含むラジカルを有するいか
なる化合物をも、たとえばメタホウ酸塩、テトラホウ酸
塩、過ホウ酸塩、あるいはポリホウ酸塩ラジカルをも意
味する。適切なホウ酸塩の例としてはホウ酸およびＩ族
と■族の元素のホウ酸塩があｐ１ホウ砂および灰硼鉱の
ような天然に生じるホウ酸塩化合物も含まれる。■族お
よび■族の元素によって意味するのは元素の周期律表の
ｉＡ族、ＩＢ族、ＴＩＡ族およびＩＩＢ族のすべての元
素である。適当なホウ酸としていくつか追加できる例と
してはメタホウ酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、お
よびホウ酸亜鉛がある。

これらの組成物が膨張し始める温度は応用面で必要なよ
うに制御できる。一般に水の濃度が低いほど膨張する温
度が高い。組成物中に約５〜１０Ｍ量パーセントの水が
あることが好ましい。また、もし比較的高い膨張の活性
化温度が必要なら水酸化カルシウムを基本組成（ｂａｓ
ｉｃ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ　）に加えることにより
行うことができる。もし比較的低い活性化温度が必要な
ら、ホウ酸塩としてホウ酸の代りにホウ砂を用いること
ができる。

ホウ酸塩がアルカリ金属の塩（たとえばホウ砂すなわち
ホウ酸ナトリウム）である場合、ホウ酸塩のアルカリ金
属は組成物の一部分になり、このアルカリ金属は前記シ
リカとアルカリ金属の間の比Ｘを計算するのに含まれる
。

本発明に使う原料は膨張させるために加水分解させなけ
ればならない無水ケイ酸塩よりもむしろアルカリ金属ケ
イ酸塩の溶液あるいは分散物である。ホウ酸塩音訓え混
合物を乾燥することによりケイ酸塩の溶解度を下けてゲ
ルを生成させる。本発明の典型的な物質は次のようにし
て製造する。

８゜９０重量パーセントのＮａ２Ｏと２８．７重量ツヤ
−セントの５ｉ０２　（シリカ／ソーダ重量比は３．２
２）を含む水性のケイ酸ナトリウムを用意する。高ぜん
断ミキサーを用いてホウ酸７．７重量部をケイ酸塩溶液
の１００部へゆっくり加える。得られるゲルをトレーに
入れて３５０’Ｆ（１７７℃）の炉で乾燥する。得られ
るかたまりはある手頃な粒径（たとえば１６〜４８メツ
シユあるいは２９７〜１．０００　ミクロン）に造粒機
で細かくする。

実施例により、液体ケイ酸ナトリウムにホウ酸を加えて
１０係未満の水分に乾燥することによって勝れた膨張が
ありしかも沸騰水に１時間耐えられる生成物を生じるこ
とが分った。これに対し標準のケイ酸塩防火化合物は沸
騰水に２時間浸すと膨張すべてが無くなる。

乾燥温度は普通１２５〜２１０℃である。

アルカリ金属ケイ酸塩原料は固体でなく液体溶液あるい
は分散物として用意する。液体原料を出発物質として製
造した粒子はケイ酸塩の液体に化学薬品を加えて目的生
成物の溶解度に影響を及ばずことにより改良することが
できる。一方、無水物質の組成を変えるには固体ケイ酸
塩を融解する必袂がある。ケイ酸塩をもつと不溶性にす
る添加物を融解物に加えると、米国特許第４，２１８，
５０２号明細書、実施例１に記載のような方法における
水利速度にやはり影響するはずである。

上記の方法によって液体の水および湿気による分解に勝
れた耐性を有する（低い溶解度のため）延焼防止の膨張
性ケイ酸塩を製造することができ、該ケイ酸塩はアスフ
ァルト屋根板に組込んでその防火等級を格上げすること
ができる。処理して十分な高融点を付与した本発明の粒
剤は、多くの他の生成物、たとえばポリウレタン発泡体
、建築構造物に使用される防火障壁、および電線ケーブ
ルのプロテクター（ｐｒｏｔｅｃｔｏｒｓ　）への延焼
防止添加剤として役に立つ。

詳細な記載 好ましいアルカリ金属ケイ酸塩、ケイ酸ナト１ノウムの
場合には、シリカ対ソーダ（＋３１０２　／　Ｎａ２０
）の重量比は約２〜３．７５、もつと好ましくは約２．
７５〜６．７５であり、６．２２が最も好ましい。

アルカリ金属ケイ酸を不溶性にするために力１えるホウ
酸塩（例えばホウ酸）の量はホウ素対アルカリ金属の比
に依存する。加水分解安定性（すなわち水あるいは湿気
に長時間隔した後に保持される膨張）はこの比に影響さ
れる。これは本発明の二つの異なる実施態様によシ保持
される膨張の変化を示す第６図および第５図に図示する
。水に晒す前のホウ素対アルカリ金属の比に対する膨張
の依存性を示す第２図と第４図とを第６図および第５図
と比較すると、元々最大の膨張を有する試料が必ずしも
最良の膨張を保持するとは限らないと實） とが明らかとなる。大きい膨張を保つためには、ホウ素
対アルカリ金属の好ましいモル比は約０．４〜０．７で
ある。

本発明の膨張性組成物に関する好ましい粒径は最大粒径
が少なくとも４０ミクロンであシ、よシ好ましくは最大
粒径が約１２５〜１，０００　ミクロンである。粒径と
膨張との間にはある関係がある。

一般に比較的大きな粒径を有する組成物は比較的大きい
体積膨張を起こす、すなわち膨張性組成物の比容積は比
較的大きい粒径の組成物に対してよ如犬きくなる。

これらの膨張性組成物を延焼防止材料として使用するに
は非常に高い温度（例えば１０００℃）による融解ある
いは収縮からそれらを保護する必要がある。種々の手段
を用いて本発明の組成物の融点を上げ、火の中で組成物
が形成する絶縁発泡体があまシにも速く分解するのを防
止することができる。一つのそのような技術は、アルミ
ナ３水和物の粉末（粒径が４５ミクロン未満が好ましい
）を膨張性ケイ酸塩組成物との混合物として全体の約１
０〜５０重量パーセントの量で加えることである。また
アルミナ６水和物はそれが非アルカリ性であるという利
点を有しておシ、それゆえアルカリ性物質によって分解
することがある目的生成物、たとえばポリウレタンに目
的組成物を安全に使えるようにできる。

融点を上けるもう一つの方法は膨張性ケイ酸塩の細粒を
水酸化カルシウムと長鎖脂肪酸の金属塩（例えばステア
リン酸ナトリウム）との混合物でコーティングすること
である。他の酸（例えはオレイン酸およびパルミチン酸
）の塩を用いることもできる。ナトリウム以外で金属塩
に使用してもよい他の金属はバリウム、マグネシウム、
アルミニウムおよび亜鉛である。

そのような被膜は公知のコーティング方法によって行う
ことができる。そのような一方法においては、芯の粒子
をまず液体の融解した脂肪酸で被覆する。この被膜を冷
却する前に、粉末にした水酸化カルシウムを該粒子と混
合して脂肪酸被膜に部分的に埋込むようにし、反応させ
て脂肪酸のカルシウム塩を形成させる。これらの型の被
膜は米国特許第４，２１８，５０２号明細書にもつと詳
しく記載されている。

粒剤を組込んでもよい媒体（例えば屋根材のアスファル
ト）の焼焦がしに触媒作用を及ぼすもう一つの型の被膜
を本発明の粒剤に加えることができる。そのような被膜
はハロゲン化有機化合物および、２５０℃未満の温度で
ハロゲン化有機物から放出されるハロゲンと反応するよ
うに選んだ鉄含有化合物から構成することができる。そ
のような被膜物質の一例は鉄酸化物粒子を含む塩素化パ
ラフィンである。１００部のケイｔＲ塩轟９１〜２０重
量部のハロゲン化有機化合物を使用し、十分な鉄含有化
合物を用いて放出ハロゲンと反応させ、有機物質に触媒
作用を及ぼして炭を生成する鉄ハロゲン化物を形成する
。これらの触媒作用被膜はケイ酸塩の粒剤を例えば、プ
レングー中で１．５貫量部の液体塩素化パラフィンおよ
び６重量部の固体塩素化パラフィン（両方の塩素化パラ
フィンハタイヤモンドシャムロソクコーポレーションの
クロロワックスとして得られる）と混合することによっ
て使うことができる。最大７５ミクロンより小さい鉄酸
化物粒子の６５重量部をゾレンダーに入れ、混合物が均
一な色になるまで他の金床化パラフィンの被膜を有する
ことになる。その点で１重量部の低粘度のパラフィン系
油を粒子に加えてアスファルトとの合性を改良してもよ
い。

これらの型の被膜については米国特許第４　、２３４，
６３９号明細書にもつと詳しく記載されている。

この新物質を製造する方法によれば、ケイ酸Ｖ水の溶液
をホウ酸塩と一緒に混ぜて比較的水に溶けない組成物を
生成する。この方法ならびに本発明の他の態様は以下の
実施例（それらは純然たる例示である）を考慮すれば明
らかとなる。この記載のために、熱板上で５３８℃で６
グラムのケイ酸塩粒子（最大で約１６〜１．、ＯＳ　ｌ
ｊメートル）を膨張させることにより膨張を測定した。

膨張した部分の粒子の体積は粒子をメスシリンダーに入
れることによって測った。

加水分解安定性は水に長時間浸して熟成を加速するよう
に設計した試験で測定した。カップに入れた１００ミリ
リツトルの水に３グラムの試料をおる時間（開放したカ
ップに入れて８時間約８０℃で蒸発乾燥させるかあるい
は蓋をした容器に入れて２４時間約８０℃の炉のいずれ
かに）晒した。

こうして晒した試料を熱板上に５６８℃で拡けてかさ容
＠ｉ　（ｂｕｌｋ　ｖｏｌｕｍｅ　）を測ることによシ
保持されている膨張を測定した。

実施例■ ホウ酸とケイ酸ナトリウム（５ｉ０２　／　Ｎａ２Ｑ　
）比が３．２２　）を用いる前記の一般的方法によって
組成５Ｇ−１０９−６をつくシ約０．４のホウ素／ナト
リウムのモル比を得た。この組成は溶液の加速試験で評
価した。これらの試験において、６グラムの粒子を３０
０　ミ！Ｊ　！Ｊットルの沸騰水中で１〜６時間還流し
て膨張の保持程度を測った。沸騰水中に１時間浸した後
では何ら加水分解による分解は観察されなかったが、一
方２時間後では初めの膨張のほとんど５０チが失われて
いた。比較してみると市販で入手可能な６グラムの粒状
膨張性ケイ酸塩の試料（同じ５ｉ０２　／　Ｎａ２Ｏ比
であるがホウ酸塩が入っていない）は沸騰水に浸すと２
分以内に試料の膨張全部を失う。

８Ｇ−１０９−６の粒子は調湿器内で約６０℃相対湿度
９５チで試験した。これらの粒子の保持される膨張は第
１図の上側の線で表わされ、一方第１図に描いた下側の
線は市販で入手可能な膨張性ケイ酸塩の対照試料に対す
る同様なデータを表わす。対照試料は１日で半分以上の
膨張を失い、湿気のある条件に２日間晒した後では＃１
とんど完全に分解した。それに対して５Ｇ−１０９〜６
は５日後でも何ら分解しておらず、６週間晒した後でも
７０ミリリツトルの膨張を保持していることが分った。

実施例■ 加水分解安定性に対する本発明の種々の実施態様につい
て多くの試験を行った。そのような試料に対する初めの
膨張と保持された膨張についてのデータを用いて第２図
〜第５図に示す等高線図を作成した。これらの等高線図
の表現を助けるために第２図と第６図の上に点ＡＩＡ’
、Ｂ、Ｂ’の印を句けた。第２図の点Ａは、シリカ対ソ
ーダの比が６でホウ素対す）　ＩＪウムの比が約０．４
において約ｉｏｏミリリットルの膨張が得られたことを
示・ｊ−０一方、第６図の対応する点Ａ′は、水に晒し
ｔ後で同じ試料が５０ミリリンドルの膨張を保持するこ
とを示す。第２図の点Ｂは、シリカ対ソーダ比が０．２
でホウ電対ソーダのモル比が０．６である場合に約２２
０　ミＩＪ　ＩＪットルの初期膨張が得られることを示
す。しかしながら加速熟成試験の後では、嬉６図の点Ｂ
′は同じ実施態様でも膨張を何ら保持しないことを示し
ている。

実施例ＨＩ 比較のために米国特許第４．２９７，２５２号明細書の
教示に従い次のように組成物をつくった。

１００重量部のケイ酸ナトリウム溶液（５ｉ０２　／Ｎ
ａ２Ｏ重量比が６．２２で約３５重量パーセントの固形
分）を３２重量部のケイ酸す）　ＩＪウム粉末（５ｉ０
２　／　Ｎａ２Ｏ比は上記と同じだが固形分は８２重重
量−セント）と混合して懸濁物を作った。これに約４．
９重量部のホウ酸粉末を加え、全成分を十分に混合した
。得られる混合物をアルミニウムの皿に入れて残留水分
が約６２重量パーセントになるまで炉で９０℃で加熱し
た。残留分は最大的０．３〜０．８５　ミｌ）メートル
の範囲の粒子に造粒数で細かくし７だ。そのような粒子
の試オー１６ダラムを１００１１１／の沸騰蒸留水に加
えた。約１分俵、約９０チの粒子が溶解し残りは膨張し
なかった。他の６グラムの試料をビーカーに入れた１０
０ｍ１の蒸留水に加えた。ビーカーは蒸発を最小にする
ようにアルミニウム箔で榎って約８０℃の炉に２４時間
装いた。この時間の終りに粒子の大半は溶解したが残り
は膨張しなかった。これは第６図および第５図に示した
本発明の組成物の加水分解安定性と対照的である。

実施例■ 本発明の組成物の絶縁特性の試験は次のように行った。

１、　バンド（ｐａｄ　）のいずれかの側の繊維状織布
の間に固くか、含浸させるか、織布に接着するかしたア
スファルトから成るバソ１−＋を作った。約１７５℃以
上で加熱するとアスファルトとの焼焦げに触媒作用を及
ばず鉄含肩物質とノ・ロゲン含有物費（例えは鉄酸化物
と塩素化パラフィン）とともに無機の充てん粒子（例え
ば炭酸カルシウム）と膨張性ケイ酸塩粒剤とをアスファ
ルト中に分散させた。炭酸カルシウム対アメフ了ルトの
ＭＷ比ｉｄ１：１であり、膨張性ケイ酸塩対アスファル
トの比は１：２であった。これらの複合シート旧材は、
（ａ）　二ｙ　ｆ　ｏ−ル（ｎｉｐ　ｒｏｌｌｓ　）に
２枚の繊紐状織布を供給し、（ｂ）　ロールのニンプに
ホンパーから融解したアスファルトと無機光てん粒子と
の混合物を入れ、（Ｃ）　膨張できるケイ酸塩粒剤をア
スファルトの中あるいは織布の上に展開し、（ｄ）シー
トを硬化させることによって作ることができる。アスフ
ァルトは２枚の繊維状織布を結合ししかも少なくとも部
分的に織布を含浸させる。これらの型の物質のもつと詳
細は米国特許 第４，３７２．９９７号明細書に見出すことができる。

２、そのようなシートの試料バンドをデバイス試験のレ
ンガ室に置いた。該室は基本的には耐火レンガで囲まれ
仕切られた小容積からできている。

試料は底の金属板上に平たく置き、デバイスの下部に置
いたガス（Ｍｅｅｋｅｒ　）バーナー炎に晒した。

室の頂部は絶縁材料で閉じ、温度センサーを室内に挿入
して試験試料の頂部側近くに置き、＠場合試料は約６ミ
リメードル厚さとした。

この実施例で試験した２つの膨張性ケイ酸塩は、一つは
本発明の組成物であって融点を上げるために全ケイ酸塩
組成物の約１０ｉ量パーセントの重のアルミナ３水和物
を加えたものであシ、他方は市販で入手可能な被覆した
水和ケイ酸す）　ＩＪウムから成る対照物である。これ
らのケイ酸塩を含むバンドを約１，０１０℃の炎に２時
間晒した。第６図は２　′Ｍｉ類のバンドをレンガ室内
で測定した際の温度上昇の図であって、点線は対照物で
実線は本発明の試料である。両バンドとも痺みて約１９
ミリメートル増太し良好な絶縁性があった。本発明の（
アルミナ６水和物を有する）膨張性ケイ酸塩を含むバン
ドがより良好な絶縁性を示した、というのはバンドの火
に晒されていない側でよシ低温が保たれたからである。

膨張した対照試料は灸に晒した仮でいくらか割れた。

実施例Ｖ 水酸化カルシウムとホウ砂（ホウ酸ナトリウム）添加の
効果を試験するために一連の実験を行った。

ａｉ々の量の両物質をケイ酸塩溶液に（３５１量パーセ
ントの固形分と５ｉ０２　／　Ｎａ２Ｏ重菫比が約６．
２２で）加えた。これらの物質を混合した後、混合物を
炉で約１７７℃で約１０ｉ量パーセントの水分含量にな
るまで乾燥した。残留物は大半が最大で約０．３〜０．
９　ミＩＪメートルの粒径範囲であるまで破砕した。こ
れらの粒子の膨張は６グラムの試料を約２６０℃の炉内
と約５６８℃の熱板上で膨張させることによって試験し
た。１０分後に試料を取出して、膨張した粒子をメスシ
リンダーに入れて全体の体積を測ることによって膨張量
を測定した。これらの実験結果は下記の表Ｉに示す。衣
において水酸化カルシウムとホウ砂に対する述語「部」
はケイ酸ナトリウム溶液原料物質の１００重量部当りの
重量部を意味する。

表　Ｉ 膨張（増分のｍｅ　） ８　５　７　７０ ２　１５　．５３　１８．５ ８　１５　１４　８５ ５　１０　１９　１２４ 肌８　’１０　８９　２０８ ９．２　１０　８　６’７ ５　３　１６　９８ ５　１７　２６　１１０ 表の結果から観察すると、与えられた温度では水酸化カ
ルシウム濃度が増すほど膨張度は減少することが分る。

また、ｑ！ｒ場合に２６　［１’Ｃがら５６８°Ｃへの
昇温で膨張度は増しているが比較的大きな割合の膨張は
水酸化カルシウム纜度が高い場合に得られた。さらに、
与えられた温度で一定の水酸化カルシウム′ｍ度の場合
、膨張度はホウ砂濃度が増すほど太きい。

本発明の膨張性ケイ酸塩組成物は染料や顔料を使用すれ
ば種々の色に製造することもできる。着色剤はホウ酸塩
とアルカリ金属ケイ酸塩を混合する工程において加える
のが好ましい。適当な着色剤の例は、赤、茶および黄色
用の鉄酸化物、青あるいは緑色用の銅フタロシアニン染
料、および黒色用のカー４ぐンプラノクがめる。

工業的応用性 これらの新しい膨張性ケイ酸塩は標準の製造方法を大し
て変更せずにアスファルト屋根材料（すなわちシングル
（ｓｈｉｎｇｌｅｓ　））に便利に経隣的に入れること
ができる。標準的アスファルト屋根材料に既に組込んだ
アスファルト被膜の上に粒子を直接に階段状に拡けまた
被膜の中に粒子を部分的に埋込むことによシ屋根材料の
単位匣槓当り少ない濃度の粒子を用いることができる。

典型的なアスファルト屋根材料は数層から成る。

すなわち（ａ）　ｉ面をアスファルトで飽和させ被覆し
た屋根フェルト紙の層、（ｂ）　（ａ）の部分の層上に
置いた第２のアスファルト製の層であってその上に屋根
用粒剤の層を普通ＶＣ＃いたもの、（Ｃ）　フェルト紙
の底に付けたアスファルト製組成物の背被膜、および（
ｄ）屋根材料の後側をびょう無しにする冥母あるいは同
様の物質のダストコーティング（ｄｕｓｔ　ｃｏａｔｉ
ｎｇ　）でおる。

膨張性ケイ酸塩が目的生成物の（ａｊ部と（ｂ）部の層
の間に位置するように膨張性粒剤を屋根用フェルトに埋
込むかあるいは（ａ）部の層上に該粒剤を階段状に拡け
るかすることによって本発明の膨張性ケイ酸を屋根旧材
の中に組込む。膨張性粒剤の濃度は用いた屋根材の１０
ＸＩ　Ｏメートル部分当り典型的には約４〜２０キログ
ラムとなり、クラスＡの防火等級が得られる。ガラス繊
維マント屋根板の場合にそのような等級を得るには、Ｉ
Ｑｘｌ［Ｊメートル部分当り約１〜２キログラムを普通
使用する。

応用に適合するようにまた処理中に膨張の起こるのが早
過ぎないようにこれらの膨張性ケイ酸塩が膨張する温度
を制御することができる。これらの新しい膨張性ケイ酸
塩は、もし処理温度で膨張の起こるのが早過ぎて保護被
膜を破壊するようなら芯の粒子が本質的に不溶性であシ
水に浸出されて屋根板表面に華（’ｂｌｏｏｍ　）を生
成することがないという点でさらに利点がある。比□較
してみると、市販で製造されている被覆したケイ酸塩は
アスファルト中で２００℃で処理すると膨張が早過ぎ、
どんな保護被膜も破壊して芯粒子を湿気から保護しない
ようになる。

本発明の粒剤はまた他のアスファルト含浸敷布積層する
ことができるアスファルト含浸ラグ（ｒａのフェルトす
るいはガラス繊維マント上で使用してもよい。

本発明の粒子はまた、剛性わるいは柔軟性の発泡体、型
成形体かシート品、押出し膜か鋳造膜、およびエラスト
マー品を含み、多様な他の品物の中の延焼防止添加剤と
して有用である。そのような品物はポリウレタン、ポリ
クロロプレン、エポキシ樹脂あるいはポリエステルから
作ってもよい。

シート物質は高分子のバインダー、例えば熱の存在下、
すなわち１００〜２００℃の範囲の温度で、軟化し焼焦
げるポリクロロプレンから成るのが好ましい。本発明の
粒剤をその中に分散して有するポリクロロプレンシート
を建物の床や壁のケーブル通過装置に対する防火障壁と
して使用してもよい。そのようなシートは延焼防止粒剤
をポリクロロプレン高分子化合物とミルあるいはパンバ
リミキサーのごとき内部混合器内で混ぜることによって
製造できる。混合した化合物は押出しあるいはカレンダ
ー法でシートに成形する。そのようなシートの製造につ
いての更に詳細はここに参考に引用した米国特許第４，
２７３，８７９号明細書に見出せる。広範囲の濃度の膨
張性粒剤をそのような生成物に含めてもよいが、通常ケ
イ酸塩の１０〜６００重量部を高分子の１００重蓋部と
混合する。

横隙物やパテもまた本発明の膨張性組成物の粒子を取入
れて製造できる。これらは未硬化の高分子バインダー（
例えばポリクロロプレン）、充てん剤、樹脂、および多
分接着を促進する顔料および溶媒（例えばメチルエチル
ケトンとキシレンの５０１５［］混合物）をニーダ−混
合機の中で混合する公知の技術によって製造する。膨張
性粒子は混合工程で加える。パテの製造は米国特許第４
，２７３，８７９号明細書に説明されている。パテは一
般に填隙物よりも粘度が高＜、５０ｐｓ１ｇ（３４５ｋ
Ｐａ　）で標準の０．２５　（６，４１１ｍ　）インチ
オリフィスを通して比較的低い流速を、例えば１分間約
１５０グラム未満の流速を有する。

また、本発明の粒子は種々の被膜物質に入れて延焼防止
被膜を形成することができる。塗料あるいは塗料化でき
る物質を製造する最も簡単な方法は本発明の不燃剤を従
来の塗料バインダーに充てん剤あるいは顔料として混ぜ
ることである。

これらの粒子は延焼防止目的で他の粉末物質に加えてゆ
るい混合物にできる。

さらにそれらの粒子は海綿状の高分子あるいは発泡ゴム
に組込んでもよい。海綿状高分子の製造は公知である。

未硬化の高分子は一般に加硫剤訃よび発泡剤と、発泡剤
の分解温度以下の温度で化合する。高分子化合物を硬化
サイクルで加熱する際、発泡剤が気体に分解して気体セ
ルを形成する。

本発明の膨張粒剤は硬化前に化合物に加える。

第６図に示すように、これらの粒子はまた熱絶縁特性を
有し、火中で鋼の梁の温度が上って損傷を受けたわむこ
とを防ぐのに有用となる。

本発明の他の実施態様はここに開示の本発明の明細書と
実施を考慮すれば当業者には明らかであろう。ここに記
載の原理への種々の省略、修正あるいは変更は特許請求
の範囲に示す本発明の真の範囲および精神から逸脱する
ことなく当業者により行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のケイ酸塩耐火物質を５日間湿気のある
条件下に置いた除保持された膨張のグラフであり、市販
で入手可能なケイ酸塩の対照試料の保持膨張量との比較
を示す。 第２図は種々の膨張度に関するホウ素対ナトリウムのモ
ル比とシリカ対ソーダ（Ｎａ２Ｏ）の重量比の等高線図
を示す。各等高線は本発明のある組成物の３グラムの試
料（ホウ酸での調製品）を約５６８℃の温度に晒すこと
によって得られる一定の膨張度を示す。膨張度は膨張し
た６グラムの試料で占められた（かさ密度に基く）体積
をミリリンドルで測った。各等高線上の数値は膨張のミ
リリットルに相当する。 第６図は約８０℃２４時間水に浸してから乾燥した第１
図に記載のあるケイ酸塩組成物に関するホウ素対ナトリ
ウムのモル比とシリカ対ソーダの比の等高線図を示す。 この場合も各等高線は約５６８℃の温度に晒した６グラ
ムの試料によって占められた一定体積をミ１７１Ｊント
ル（等高線上の数値で示す）で表わす。この図は膨張性
組成物の安定性を示すものである。 第４図は第２図と第６図がホウ酸塩としてホウｔｉＮ’
を用いているのに対しメタホウ酸カルシウムの方谷、こ
れらの組成物に対して用いることを除いて第２図と同様
の等高線図を示す。 第５図は第６図と同様な等高線図であるが組成物に使用
したホウ酸塩がホウ酸の代りにメタホウ酸カルシウムで
あることが異なっている。 第６図は本発明のケイ酸塩組成物と′市販で入手可能な
ケイ酸塩組成物とに対する温度対曝露時間のグラフであ
る。両組酸物ともアスファルト試験バンドの中に組込ん
で約１．０．１０℃の炎に晒した。 グラフの縦軸に示した温度は炎に晒した側と反対の２７
１面の温度である。それゆえこのグラフは膨張性物質の
絶縁価値を示す。 代理人　浅　村　皓 ＦＩＧ、２ Ｆｒｃ、４ Ｆｉｃ、３ Ｆｉｃ、５ 第１頁の続き 優先権主張　［相］１９８４年５月３日［相］米国（Ｕ
Ｓ）■６０５０５３［株］発　明　者　ジェームス　ア
レン　アメリカ合衆国ミニライアート　ボックス　３３
４２７ ネソタ州セント　ポール、ピー、オー。 手続補正書（狛犬） 昭和５９年９　月２０口 特許庁長官殿 昭和５９年特ＦＦ願第１２６３１２号 ２、発明の名称 膨張性ケイ酸塩 ３、補正をする者 小（′トとの関係　特許出願人 ４、代理人 昭和　年　月　日 ６、補正により増加する発明の数 １、　特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 ２、明細書第５頁６行および第６頁１１行、「ホウ酸塩
」を「オキシホウ素」に訂正する。 同第６頁４行、「オキシホウ素」を「オキシホウ素化合
物ＪＫ訂正する。 ４、　同頁４〜５行、「あるいは「ホウ酸塩」」を削除
する。 ５　同第７頁４行、６行、７〜８行および１４行、第９
頁１９行、第１４頁１行、第２９頁１６行づよび第３０
頁１行、「ボウ酸塩」を「オキジ５７素ゴヒ合物」に訂
正する。 ２特許請求の範囲 ｉｌ＋　膨張性組成物であって、Ｍがアルカリ金属であ
る式Ｍ２０　：　ｘ　５ｉｎ２で表わされるアルカリ金
属ケイ酸塩と、ホウ酸およびＩ族と■族の元素のホウ酸
塩から成る群から選んだ少なくとも一つのオキシホウ素
化合物と水との混合物から成り、重量比ｘが約１．５〜
約４の範囲であり、ホウ素とＭとのモル比が約０．２と
約０．９の間にあり、水が組成物全体の約５〜１５重量
パーセントである上記組成物。 （２）　アルカリ金属ケイ酸塩をケイ酸ナトリウム、ケ
イ酸カリウムおよびケイ酸リチウムから成る群から選ぶ
、特許請求の範囲第１項に記載の膨張性組成物。 （３）　オキシホウ素化合物をホウ酸、メタホウ酸カル
シウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛および灰硼鉱か
ら成る群から選ぶ、特許請求の範囲第２項に記載の膨張
性組成物。 （４）混合物に水酸化カルシウムを含む、特許請求の範
囲第６項の膨張性組成物。 （５）　アルミニウム酸化物三水和物を加えた、特許請
求の範囲第６項の膨張性組成物。 （６）熱をかけると軟化して炭化する結合剤物質中に分
散した、特許請求の範囲第１項の膨張性組成物の粒剤か
ら成るシート物質。 ５２１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）膨張性組成物であって、Ｍがアルカリ金属である
   式Ｍ２０：　Ｘ　５ｉ０２で表わされるアルカリ金属ケ
   イ酸塩と、ホウ酸およびＩ族と■族の元素のホウ酸塩か
   ら成る群から選んだ少なくとも一つのホウ酸塩と水との
   混合物から成り、重量比Ｘが約１．５〜約４の範囲であ
   シ、ホウ素とＭとのモル比が約０．２と約０．９の間に
   あり、水が組成物全体の約５〜１５重量パーセントであ
   る上記組成物。
2. （２）　アルカリ金属ケイ酸塩をケイ酸ナトリウム、ケ
   イ酸カリウムおよびケイ酸リチウムから成る群から選ぶ
   、特許請求の範囲第１項に記載の膨張性組成物。
3. （３）　ホウ酸塩をホウ酸、メタホウ酸カルシウム、ホ
   ウ酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛および灰硼鉱から成る群か
   ら選ぶ、特許請求の範囲第２項に記載の膨張性組成物。
4. （４）混合物に水酸化カルシウムを含む、特許請求の範
   囲第６項の膨張性組成物。
5. （５）　アルミニウム酸化物三水和物を加えた、特許請
   求の範囲第６項の膨張性組成物。
6. （６）熱をかけると軟化して炭化する結合剤物質中に分
   散した、特許請求の範囲第１項の膨張性組成物の粒剤か
   ら成るシート物質。