JPS61278542A - 発泡体組成物およびそれを用いた発泡体の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は塩基性塩化アルミニウム、無機補強繊維および
難燃性ゴムを主成分とする。軽量で耐溶性の発泡体を形
成しうる組成物、およびそれを用いた発泡体の製造方法
に関する。

（従来の技術） 工業用断熱板などには耐溶性の無機質の素材。

例えば、ガラスウール、ロックウール、アスベストなど
が用いられている。これら繊維質素材は。

その用途により、繊維のままの状態で、もしくは繊維を
湿式で抄造して得られる比較的硬質でかつ比重のやや大
きい繊維圧縮体の形状で利用されている。しかし、繊維
のままの状態では一定の形状を維持することが難しく、
圧縮体では比重がやや大きくなるため、高熱配管用断熱
カバーなどのような、軽量でしかも一定の形状が必要と
される用途には適していない。

このような目的で使用されうる素材として２例えば、米
国特許第３５５４９０７号（１９７１年）には塩基性塩
化アルミニウム発泡体が開示されている。この発泡体は
アニオン型界面活性剤と塩基性塩化アルミニウム粉末と
を含む組成物を起泡化し、これを乾燥して得られる。し
かし、上記組成物を気泡化しても得られる気泡膜は軟弱
である。そのため。

低温１例えば１０℃以下、相対湿度５０％以下で乾燥し
ても気泡がつぶれて液化し、低密度の発泡体が得られな
いばかりか乾燥が進むにつれ大きく収縮し崩壊する場合
もある。米国特許第３５６０２３１号（１９７１年）に
は、上記組成物を起泡化しこれにさらに補強繊維を添加
して発泡体を得る方法が開示されている。このような方
法によれば、補強繊維が添加されているので得られた発
泡体が崩壊してしまうことはない。しかし、気泡膜が軟
弱であるため低温・低湿度下２例えば１０℃以下で相対
湿度５０％以下の雰囲気、で乾燥を行っても液化して体
積が大きく減少する。さらに、繊維の濡れが悪いため繊
維が均一に分散されるまでに長時間を要し。

そのため、攪拌により補強繊維が切断されて補強効果が
低下する。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来の欠点を解決するものであり。

その目的とするところは、耐溶性でがっ所定の形状を維
持しうる軽量体を形成しうる組成物を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、耐溶性に優れた塩基性塩化ア
ルミニウムと無機補強繊維とを主成分とし、軽量でかつ
耐溶性に優れた発泡体を形成しうる発泡体組成物を提供
することにある本発明のさらに他の目的は、上記価れた
発泡体組成物を用いた発泡体の製造方法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の発
泡体組成物は、塩基性塩化アルミニウム、アニオン型界
面活性剤、クロロプレンゴムラテックス、クロロプレン
ゴム架橋剤、無機補強繊維、過酸化水素および水を含有
し、そのことにより上記目的が達成される。本発明の発
泡体の製造方法は、塩基性塩化アルミニウム、アニオン
型界面活性剤、クロロプレンゴム・ラテックス、クロロ
プレンゴム架橋剤および水を含有する混合物を得る工程
；該混合物を低温下で高速攪拌して起泡させる工程；該
起泡化した混合物に無機補強繊維を添加・分散させる工
程；該無機補強繊維を添加した混合物に過酸化水素を加
えて発泡させる工程；を包含し、そのことにより上記目
的が達成される。

本発明の発泡体組成物の主成分は塩基性塩化アルミニウ
ム（Ａｈ（ＯＲ）　５ｃｌ）である。この塩基性塩化ア
ルミニウムは水に溶解すると次のように会合して四量体
となることが知られている（米国特許第３５５４９１２
号（１９７１年））。

４Ａ１ｚ　（ＯＨ）　ｓｃｌ　　＝　　Ａ１８（ＯＨ）
　ｚ。Ｃ１４このように会合体として存在するため、こ
の塩基性塩化アルミニウムや後述のクロロプレンゴム・
ラテックス、界面活性剤などを含む混合物を起泡すると
きに生じる気泡膜が強化されて崩壊しにくくなる。塩化
物以外の塩基性アルミニウムも使用可能であるが、市販
されていないため入手が困難である。

本発明の発泡体組成物に含有されるアニオン型界面活性
剤としては、高級アルコール硫酸エステルアルカリ塩が
用いられる。特に、入手の容易なラウリルアルコール硫
酸エステルのナトリウム塩（ＣＨｓ（Ｃ１ｈ）　Ｉ’１
Ｏ３Ｏ３Ｎａ）やアンモニウム塩（Ｃ）Ｉｆｆ（ＣＨｚ
）　＋　＋０５ＯＪＨｔ）が好適に用いられる。ナトリ
ウム塩は４１％水溶液（ｐＨ７，８）として、アンモニ
ウム塩は２８％水溶液（ｐＨ６，３）としてそれぞれ市
販されている。これらの界面活性剤は起泡剤として機能
する。さらに、この界面活性剤は塩基性塩化アルミニウ
ムと反応し、起泡時に気泡膜が強化されることが知られ
ている（米国特許第３５６０２３１号）。

これらのアニオン型界面活性剤は塩基性塩化アルミニウ
ム１００重量部に対して４〜１０重量部、好ましくは６
〜８重量部の割合で組成物中に含有される。以下２発泡
体組成物に含有される各成分の量は塩基性塩化アルミニ
ウム１００重量部に対する量で表す。界面活性剤の量が
過少であると起泡力が不充分であり低密度の発泡体が得
られない。過剰であってもそれ以上の効果が得られない
。

本発明の発泡体組成物に含有されるクロロプレンゴム・
ラテックスはノニオン型カルボキシル化クロロプレンゴ
ム・ラテックスである。このようなラテックスは中性で
あり、　ｐＨ７，０を示す。ノニオン型ラテックスであ
るため９組成物に含有される塩基性塩化アルミニウム（
水溶液でｐＨ４，１５）を凝固させることがない。この
ようなノニオン型ラテックスは２例えば、ゴム成分が４
７％のラテックスとして昭和ネオプレン社から市販され
ている。

クロロプレンゴムは２０〜６０重量部、好ましくは３０
〜５０重量部の割合で発泡体組成物中に含有される。

クロロプレンゴム・ラテックスの量が過少であると起泡
時の気泡膜が充分に強化されないので気泡が崩壊しやす
く、そのため低密度の発泡体が得られない。過剰である
と耐溶性に劣り、黒煙を発生しやすくなる。

クロロプレンゴム架橋剤としては酸化亜鉛、酸化マグネ
シウム、水酸化亜鉛のうちの少なくとも一種が用いられ
る。特に、酸化亜鉛が好適に利用されうる。このような
架橋剤１例えば酸化亜鉛。

は上記クロロプレンゴムのカルボキシル化と次のように
不可逆的に反応して架橋体を形成する。

０．・　−ＣＯＯＨ＋　　ＺｎＯ＋　　ＨＯＯＣ−・・
・→　、・、−ＣＯＯ−Ｚｎ−００Ｃ−・・・　＋　　
８２０架橋剤は１．３〜７重量部、好ましくは３．５〜
６重量部の割合で発泡体組成物中に含有される。これは
クロロプレンゴム・ラテックス全体に対して２〜７重量
部に相当する。架橋剤の量が過少であると架橋体の生成
量が不充分である。そのため、上記ラテックスや界面活
性剤を含む混合物を気泡化したときに弾力性のある気泡
膜が得られず、気泡が崩壊して低密度の発泡体を得るこ
とができない。

架橋剤の量が過剰であってもそれ以上の効果は得られな
いため無駄である。

無機補強繊維としては、ガラス繊維、珪酸アルミニウム
繊維、ロックウール、アスベストなどが利用されうる。

特に、珪酸アルミニウム繊維が柔軟で分散性が良く補強
効果が大きいため、好適に用いられる。市販されている
珪酸アルミニウム繊維としては、カオウール（イソライ
ト工業社製）がある。無機補強繊維の長さは約５〜１５
鶴である。

短すぎると補強効果が不充分であり、長すぎると分散時
にスターシーに巻きついたりして塊状となり充分に分散
されない。この補強繊維は発泡体組成物中に２０〜８０
重量部、好ましくは３０〜５０重量部の割合で含有され
る。過少であると補強効果が不充分であり、過剰である
と起泡化した上記塩基性塩化アルミニウム、界面活性剤
、ラテックス、架橋剤を含む混合物中に均一に分散され
にくくなる。

組成物中に含有される過酸化水素は１分解して酸素ガス
を放出し上記起泡化したクリーム状の混合物をさらに膨
張させる。この過酸化水素は組成物中に５〜３０重量部
の割合で含有される。過少であると上記クリーム状混合
物の膨張が不充分であり、そのため高発泡率の発泡体が
得られない。過剰であると膨張作用が強すぎるため補強
繊維と気泡膜が密着しにくくなり、得られる発泡体の強
度が低下する。過酸化水素は、市販されている３０〜３
２％の水溶液を用いるのが好適である。

過酸化水素は水溶液の状態で、はぼ中性である。

そのため、アルカリ性条件下で凝固しゃすい塩基性塩化
アルミニウム（水溶液でｐＨ４，１５）や酸性条件下で
凝固しやすいクロロプレンゴム・ラテックス（ｐＨ７）
に影響を与えることがない。得られる発泡体の品質に悪
影響を与える分解残渣が残留することもない。過酸化水
素以外にも重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯｓ）　、水素
化カルシウム（ＣａＨｚ）などの分解型発泡剤の使用を
検討したが、これらは水溶液の状態では弱アルカリ性で
あるため塩基性塩化アルミニウムを凝固させ、クロロプ
レンゴム・ラテックスを増粘させるため不適当である。

フレオンガスなどの揮発性発泡剤は起泡状態の組成物に
添加すると消泡剤として作用する場合が多（。

かつ発泡させるためには加熱を必要とするため。

やはり使用することができない。

発泡体組成物に含有される水の量は１５０〜５００重量
部である。これは、クロロプレンゴム・ラテックスに含
有される水、塩基性塩化アルミニウム。

界面活性剤、過酸化水素などを溶解している水および製
造工程で追加される水の量を含む。

本発明の組成物を用いて発泡体を得るには、まず、上記
塩基性塩化アルミニウムの水溶液を調製する。その濃度
は４０〜４５％が好適である。４０％を下まわると水分
が多くなるため起泡時の気泡膜が軟弱になる。そのため
、やや低密度の発泡体が得られる。塩基性塩化アルミニ
ウムの濃度は得られる発泡体を短時間に乾燥させるため
にも高いほど好ましいが、４５％を上まわると塩基性塩
化アルミニウムの溶解性が悪くなる。この塩基性塩化ア
ルミニウム水溶液、アニオン型界面活性剤、クロロプレ
ンゴム・ラテックス、クロロプレンゴム架橋剤および水
の混合物を低温下で高速撹拌して起泡させる。気泡時の
温度は１０℃以下であることが好ましい。温度が高すぎ
ると気泡膜の粘度が低下し気泡がつぶれて液化するため
、低密度の発泡体が得られない。高速攪拌を行うには１
例えば、５段攪拌羽根を設けたスターシーなどを利用す
る。高速攪拌を行うと１発泡体調製の仕込み量により異
なるが２通常、約５分後に起泡化が始まり攪拌開始１０
分後には微細気泡からなる１０数倍に体積の膨張したク
リーム状の混合物が得られる。上記混合物にはクロロプ
レンゴム・ラテックスが含有され。

さらに、クロロプレンゴム架橋剤により架橋されている
。そのため、塩基性塩化アルミニウムが比較的高濃度で
あり、かつ低温であるにもかかわらず短時間のうちに高
倍率に起泡化することが可能であり、生じた気泡膜も強
化される。

このように起泡化した上記混合物に適当な長さの無機補
強繊維をほぐして添加し、低速で通常２〜３分間、攪拌
して均一に分散する。補強繊維は起泡化して１０数倍の
体積となったクリーム状の混合物に添加されるため、そ
の混入・分散が容易に行われうる。補強繊維の添加によ
って気泡はやや崩壊するが、既述のように気泡膜が強化
されているので体積が大きく減少することはない。補強
繊維の分散性も良好である。気泡化が不充分であると補
強繊維に混合物の溶液が吸収されるため気泡が崩壊して
、低密度の発泡体が得られない。さらに、気泡化が不充
分であると補強繊維がスターシーの撹拌羽根に巻きつい
て塊状となったり、必要以上に切断されて補強効果の低
下することもある。

補強繊維混合時の攪拌速度が大きすぎたり攪拌時間が長
すぎると気泡が崩壊して低密度の発泡体が得られず、か
つ繊維が切断されて補強効果が充分に得られなくなるた
め、注意を要する。

次に、補強繊維が添加・分散されたクリーム状の混合物
に過酸化水素が２通常、水溶液の状態で速やかに加えら
れる。このクリーム状混合物を中程度のスピードで約１
０秒間攪拌すると過酸化水素が分解して酸素ガスが発注
し、上記混合物が膨張する。そのため、補強繊維の添加
時に気泡が部分的に崩壊し体積が小さくなるのを逆に膨
張させて高発泡率の発泡体を得ることができる。

過酸化水素により発泡させたクリーム状物は気泡が崩壊
しに＜＜、気泡膜同士の密着性もよい。

これを例えば、ガラスサーフェスマットと１吸収紙との
積層体でサンドインチ状にはさみ板状に成形する。この
サンドインチ状の成形体を低温・低湿度２例えば１０℃
以下でかつ相対湿度５０％以下の雰囲気に４〜７日間放
置して乾燥させる。乾燥温度が高すぎると気泡膜の粘度
が低下するため気泡が崩壊して、低密度の発泡体が得ら
れない。成形体に含まれる水分はガラスサーフェスマッ
トと吸収紙とを通して蒸発することができ、仮に成形体
の一部が液化しても吸収紙でこれを吸収することが可能
である。乾燥にともない成形体は収縮するがその収縮量
は小さく、かつ均一に収縮するため変形することがない
。発泡体組成物には補強繊維が含有されるため、乾燥時
にクラックの生じるのが防止されうる。

乾燥後の成形体の吸収紙とガラスサーフェスマットとを
剥離して発泡体が得られる。ガラスサーフェスマットを
つけたまま使用に供することも可能である。この発泡体
は乳白色〜白色であり、軽量で弾力性を有し比較的強度
が高く、形状維持性に優れる。従来のアスベストやグラ
スウールのように形状維持性に劣ることがない。界面活
性剤や過酸化水素の量を調整することにより、所望の密
度の発泡体が得られる。その好適な範囲は２通常。

０．０７〜０．１０である。この発泡体は塩基性塩化ア
ルミニウム、無機補強繊維などの無機成分が全体の８０
％以上を占めるため難燃性が高い。クロロプレンゴム自
体も難燃性であるためクロロプレンゴムの少ない発泡体
は不燃性であり、焔の中に入れても着火しない。ゴム量
の多い発泡体でも難燃性が高く、自己消炎性を有する。

熱伝導率も約０．０３０〜０．０４０と小さいため工業
用断熱板、高熱配管用断熱カバーなどの耐熱軽量成形品
や他の材料との組合せによる複合軽量材に好適である。

発泡体は湿式製造法によって製造されるため安価に生産
されうる。

（実施例） 以下に本発明を実施例につき説明する。

去旌拠土 塩基性塩化アルミニウム（ＡＩＺ（ＯＨ）ＳＣＩ・２Ｈ
ｚＯ；松本文部社製）の４０％水溶液４０ｇ、ノニオン
型ネオプレンラテックス（カルボキシル化ネオプレン・
ラテックスＮｏ、１１５　；昭和ネオプレン社製）４７
％溶液１０ｇ、酸化亜鉛粉末０．６ｇおよび界面活性剤
としてラウリルアルコール硫酸エステルアンモニウム塩
（アルスコープＬＮＢ　、東邦化学社製）２８％水溶液
４ｇを３００ｍ　ｌのビーカーに入れ、５段階攪拌羽根
を備えたスターシーを用いて室温（１０″Ｃ）で高速攪
拌した。約５分後には、起泡化が始まり。

攪拌開始１０分後には上記混合物は１０数倍に膨張して
スターシーに巻きつく粘度の高い濃厚なりリームとなっ
た。これを５００１１１１のビーカーに移して約１０龍
の長さに切断したＫａｏｗｏｏｌ　Ｂｕｌｋ　　（イソ
ライト工業社製）８ｇを２〜３回に分割して加え。

スターシーで繊維が均一に分散するまで約３分間ゆっく
りとした速度で攪拌した・。これに過酸化水素水＜３１
％；三菱瓦斯化学社製）を加え、攪拌速度をややあげて
攪拌したところ、約１０秒間でクリーム状混合物の膨張
が始まった。スターシーを止め、このクリーム状の混合
物を吸収紙を下敷きにしたガラスサーフェスマントの上
に移した。この上にガラスサーフェスマントと吸収紙と
を順に積層して軽く圧縮し板状に成形した。これを室温
８℃、相対湿度４５％の室内に５日間放置して発泡体を
得た。使用した発泡体組成物各成分の量、得られた発泡
体の性状（クラックの有無）や物性などを表１に示す。

１較■ 過酸化水素を加えなかったこと以外は実施例１と同様で
ある。その結果を表１に示す。

（以下余白） 実施例１および比較例では微黄色で軽量かつ形状維持性
の良い、耐溶性に優れた発泡体が得られた。比較例では
過酸化水素が加えられていないので、やや密度の高い発
泡体が得られた。

大施皿叉 過酸化水素水の量を５ｇとしたこと以外は実施例１と同
様である。その結果を表２に示す。別に実施例１と同様
の条件で発泡体を調製した（実施例１−■）。その結果
も表２に示す。

実施Ｍユ 過酸化水素水の量を１５ｇとしたこと以外は実施例１と
同様である。その結果を表２に示す。

（以下余白） （発明の効果） 本発明によれば、このように、耐爆性でかつ形状維持性
の優れた発泡体が得られる。この発泡体は低密度で熱伝
導率が低いため工業用断熱板、高熱配管用断熱カバーな
どに好適に用いられる。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩基性塩化アルミニウム、アニオン型界面活性剤、
   クロロプレンゴム・ラテックス、クロロプレンゴム架橋
   剤、無機補強繊維、過酸化水素および水を含有する発泡
   体組成物。 ２、前記塩基性塩化アルミニウム１００重量部に対して
   前記アニオン型界面活性剤が４〜１０重量部、前記クロ
   ロプレンゴム・ラテックスがゴム成分で２０〜６０重量
   部、前記クロロプレンゴム架橋剤が３〜７重量部、前記
   無機補強繊維が２０〜８０重量部、前記過酸化水素が５
   〜３０重量部、そして前記水が１５０〜５００重量部の
   割合で含有される特許請求の範囲第１項に記載の組成物
   。 ３、前記アニオン型界面活性剤が高級アルコール硫酸エ
   ステルアルカリ塩である特許請求の範囲第１項に記載の
   組成物。 ４、前記クロロプレンゴム・ラテックスがノニオン型カ
   ルボキシル化クロロプレンゴム・ラテックスであり、前
   記クロロプレンゴム架橋剤が酸化亜鉛、酸化マグネシウ
   ムおよび水酸化亜鉛のうちの少なくとも一種である特許
   請求の範囲第１項に記載の組成物。 ５、塩基性塩化アルミニウム、アニオン型界面活性剤、
   クロロプレンゴム・ラテックス、クロロプレンゴム架橋
   剤および水を含有する混合物を得る工程、 該混合物を低温下で高速攪拌して起泡させる工程、 該起泡化した混合物に無機補強繊維を添加・分散させる
   工程、 該無機補強繊維を添加した混合物に過酸化水素を加えて
   発泡させる工程、 を包含する発泡体の製造方法。 ６、前記混合物中に塩基性塩化アルミニウム１００重量
   部に対して前記アニオン型界面活性剤が４〜１０重量部
   、前記クロロプレンゴム・ラテックスがゴム成分で２０
   〜６０重量部、そして前記クロロプレンゴム架橋剤が３
   〜７重量部の割合で含有され；前記無機補強繊維および
   過酸化水素の添加量が前記塩基性塩化アルミニウム１０
   ０重量部に対してそれぞれ２０〜８０重量部および５〜
   ３０重量部であり；全工程で使用される水の合計量が前
   記塩基性塩化アルミニウム１００重量部に対して１５０
   〜５００重量部である特許請求の範囲第５項に記載の製
   造方法。 ７、前記アニオン型界面活性剤が高級アルコール硫酸エ
   ステルアルカリ塩である特許請求の範囲第５項に記載の
   製造方法。 ８、前記クロロプレンゴム・ラテックスがノニオン型カ
   ルボキシル化クロロプレンゴム・ラテックスであり、前
   記クロロプレンゴム架橋剤が酸化亜鉛、酸化マグネシウ
   ムおよび水酸化亜鉛のうちの少なくとも一種である特許
   請求の範囲第５項に記載の製造方法。