JPH107834A

JPH107834A - 無機有機複合発泡体及びその製造法

Info

Publication number: JPH107834A
Application number: JP18130796A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Shimizu; 倫和清水; Kaoru Yamazaki; 薫山崎
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】有機無機複合体の、柔軟性、強度、脆性を改
善する。【解決手段】リン酸類、リン酸類の発泡剤、水溶性の
エチレン性不飽和単量体、架橋剤、ラジカル重合触媒、
水及び無機充填材からなる成分を混合することにより発
泡させ、且つ重合、硬化させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無機有機複合発泡体
及びその製造法に関する。更に詳しくは、無機質の発泡
体構造を持ち、且つ硬化性の有機材料により脆性が顕著
に改善された無機有機複合発泡体であって、ウレタンフ
ォームやスチレンフォームのような柔軟性、反発弾性の
あるフォームと比べても遜色ないものとすることがで
き、且つ防火性能を兼備する無機有機複合発泡体；並び
に、室温から１４０℃の温度の条件下でも発泡体の形成
が可能な無機有機複合発泡体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無機系発泡体の中で、リン酸類の
発泡体が常温常圧条件下でも発泡体の形成が可能な無機
質発泡体として提案されている（例えば、特公昭５６−
３６１４５号公報）。この公報記載の発泡体は、リン酸
金属塩等のリン酸類と、多価金属炭酸塩等の発泡剤とを
撹拌混合し、発泡硬化させることにより発泡体を得ると
いうものであって、次のような特徴を有するため、パネ
ル等の定型材はもちろん、開口部を埋めるための不定形
充填材にも適用が考えられる等、従来にない優れた材料
として位置付けることができる。（１）得られる発泡体は不燃性、耐火性に優れる。（２）発泡体の作成においては、広範囲での比重コント
ロールを容易に行うことができる。（３）自己発泡性をもつ。

【０００３】しかし、リン酸類の発泡体は、完全な無機
材料であるが故に脆くて、少々の力でも形成した泡が破
壊されて元に戻らない欠点があり、特に低比重の大型パ
ネルを作成した場合、触っただけで表層が崩れる、パネ
ル強度が弱すぎて持ち運びができない等の問題があるた
め、実用性にかなう材料といえるものではなかった。こ
のようなリン酸類の発泡体の欠点を改善する手段とし
て、ＳＢＲ等の樹脂エマルジョンを系内に添加する方法
が提案されている（例えば、特開平６−２４８６９号公
報）。この方法では、リン酸類の発泡体の特徴である優
れた不燃性、耐熱性を損なわない程度に樹脂エマルジョ
ンを添加することにより、発泡体の強度を向上し、高発
泡倍率の発泡体でも実用性に優れる材料を得ることがで
きるとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リン酸類の発
泡体の強度は樹脂エマルジョン添加により、大きく改善
されたものの、本質的には脆性材料であって、高発泡倍
率の発泡体の脆さについては十分な改質は難かしく、更
にウレタンフォームやスチレンフォームのようなプラス
チックフォームの柔軟性、反発弾性のあるフォームを得
ることはなおさら困難であった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来のリ
ン酸類の発泡体のこれらの問題点を解決すべく鋭意検討
した結果、上記樹脂エマルジョンとは異なり、発泡硬化
の際、重合して形成されるエチレン性不飽和単量体の水
不溶性架橋重合物を含有する発泡体を得た。又、本発明
者らの検討の結果、この架橋重合物を用いると、高発泡
倍率の発泡体とした場合は、有機無機複合体であるにも
かかわらず、靭性と強度を有する発泡体が得られ、この
発泡倍率は硬質であり、且つ脆性が著しく改善される知
見を得た。

【０００６】すなわち本発明は、下記無機有機複合発泡
体＜１＞、＜２＞、＜３＞及び無機有機複合発泡体の製
造法＜４＞、＜５＞である。＜１＞リン酸類（ａ）と、リン酸類の発泡剤（ｂ）と
からの発泡体構造であり、その場で重合して形成される
エチレン性不飽和単量体水不溶性架橋重合物（ｃ）によ
り脆性が改善されてなる無機有機複合発泡体。＜２＞硫酸（ａ'）と、カルシウムもしくはバリウム
の炭酸塩（ｂ'）と、必要によりカルシウムもしくはバ
リウムの、酸化物もしくは水酸化物（ｂ”）とからの発
泡体構造であり、その場で重合して形成されるエチレン
性不飽和単量体の水不溶性架橋重合物（ｃ）により脆性
が改善されてなる無機有機複合発泡体。＜３＞更に無機充填材（ｄ）を含有する上記＜１＞ま
たは＜２＞記載の発泡体。＜４＞リン酸類（ａ）、リン酸類の発泡剤（ｂ）、水
溶性のエチレン性不飽和単量体（ｃ１）、架橋剤（ｃ
２）、重合触媒（ｃ３）、水及び必要により無機充填材
（ｄ）からなる成分を混合することにより発泡させ、且
つ重合させる無機有機複合発泡体の製造法。＜５＞硫酸（ａ'）、カルシウムもしくはバリウムの
炭酸塩（ｂ'）と必要によりカルシウムもしくはバリウ
ムの、酸化物もしくは水酸化物（ｂ”）、水溶性のエチ
レン性不飽和単量体（ｃ１）、架橋剤（ｃ２）、重合触
媒（ｃ３）、水及び必要により無機充填材（ｄ）からな
る成分を混合することにより発泡させ、且つ重合させる
無機有機複合発泡体の製造法。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の無機有機複合発泡体＜１
＞は、リン酸類（ａ）と、該発泡剤（ｂ）とが反応して
発泡した無機質の発泡体構造を有し、発泡体＜２＞は、
硫酸（ａ'）と、該炭酸塩（ｂ'）と、必要により、該酸
化物もしくは水酸化物（ｂ”）とが反応して発泡した発
泡体構造を有する。又、発泡体＜１＞、＜２＞は、該水
不溶性架橋重合物（ｃ）により脆性が改善されてなる無
機有機複合発泡体構造を有する。該架橋重合物（ｃ）は
通常、常温から１４０℃における架橋重合反応により生
成するものであり、この架橋重合物により、本発明の発
泡体は脆性が改善されたものとなる。本発明の発泡体＜
１＞は、例えば、（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）、（ｃ
２）、（ｃ３）からなる成分を水性混合物とすることに
より、発泡させ、且つ重合させて得られるものである。
即ち、この水性混合物とすることにより（ａ）と（ｂ）
との発泡硬化反応が進行し、（ｃ１）、（ｃ２）及び
（ｃ３）から（ｃ）を形成する架橋重合反応は常温又は
必要により加熱することにより発泡とともに進行して、
本発明の発泡体が得られる。また、本発明の発泡体＜２
＞は、例えば、（ａ'）、（ｂ'）と必要により
（ｂ”）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）、水及び必要
により（ｄ）からなる成分を前記と同様に水性混合物と
することにより発泡させ、且つ同様に重合させて得られ
るものである。

【０００８】本発明において、リン酸類（ａ）として
は、例えば、リン酸、亜リン酸、無水リン酸、縮合リン
酸、これらの多価金属塩及びこれらの二種以上の混合物
が挙げられる。このうちリン酸の多価金属塩としては、
第一リン酸多価金属塩、第二リン酸多価金属塩、第三リ
ン酸多価金属塩がある。また、上記多価金属塩を構成す
る金属としては、マグネシウム、カルシウム、アルミニ
ウム、亜鉛、バリウム、鉄等が挙げられる。これら多価
金属成分は、リン酸多価金属塩、亜リン酸多価金属塩等
の形で添加する方法の他に、リン酸、亜リン酸と化学的
に活性な金属化合物、例えば、酸化マグネシウム、酸化
カルシウム等の多価金属酸化物や、水酸化アルミニウム
ゲル、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の多価
金属水酸化物等をリン酸、亜リン酸等のと別々に系内に
添加し、系内で反応させる方法をとることもできる。
（ａ）は水溶液で酸性を呈するもので、通常ｐＨ４以下
で、好ましくはｐＨ３以下、特に好ましくはｐＨ２以下
の水溶液である。リン酸類（ａ）として例示したものの
うち好ましいものは、リン酸、第一リン酸マグネシウ
ム、第一リン酸アルミニウム、第一リン酸亜鉛およびこ
れらの二種以上の混合物であり、特に好ましいものは、
リン酸、第一リン酸マグネシウム、第一リン酸アルミニ
ウムおよびこれらの２種以上の混合物である。

【０００９】リン酸類（ａ）の含有量は、本発明の発泡
体を構成する全成分中通常３〜５０重量％であり、又、
本発明の発泡体中のリン原子の含有量に換算した場合、
好ましい範囲で言えば、３〜２０重量％、特に４〜１８
重量％である。リン原子の含有量が３重量％未満では得
られる発泡体の防火性能が低下する。リン原子の含有量
が２０重量％を超えると、該水溶性のエチレン性不飽和
単量体（ｃ１）、重合触媒（ｃ２）の系内での分散性が
低下し、又均一な発泡構造が得られなくなることもあ
る。また、硫酸（ａ'）としては、各種の水希釈により
濃度を調整した工業用硫酸が挙げられる。

【００１０】本発明において、該発泡剤（ｂ）として
は、例えば、下記（ｂ１）及び（ｂ２）が挙げられる。（ｂ１）炭酸塩化合物（ｂ２）酸またはアルカリと反応してガスを発生する軽
金属炭酸塩化合物（ｂ１）の具体例としては、炭酸ナトリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニ
ウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、塩基性炭酸マグ
ネシウム，塩基性炭酸亜鉛等が挙げられ、上記軽金属
（ｂ２）の具体例としては、マグネシウム，アルミニウ
ム，亜鉛等が挙げられる。このほか本発明の発泡剤
（ｂ）と併用することのできるその他の発泡剤として
は、（ｃ）中に加熱により分解する有機系発泡剤（ジニ
トロソペンタメチレンテトラミンやＮＮ’ジメチルＮ
Ｎ’ジニトロソテレフタールアミドなどのニトロソ系発
泡剤、ベンゼンスルホニルヒドラジドアゾジカルボンア
ミドやｐートルエンスルホニルヒドラジドやｐ，ｐ'ー
オキシビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド、３，
３'ジスルホヒドラジドジフェニルスルフォホンなどの
スルホヒドラジド系発泡剤、アゾビスイソブチロニトリ
ルやアゾビスホルムアミドやジエチルアゾジカルボキシ
レートなどのアゾ系発泡剤など）をあらかじめ混合し、
本発明の発泡体を形成後、更に加熱により前記の添加さ
れた発泡剤を二次発泡させる方法もとることができる。
該発泡剤（ｂ）として例示したもののうち好ましいもの
は、塩基性炭酸マグネシウムである。該発泡剤（ｂ）の
量は、軟質から硬質迄の幅広い範囲の所望の発泡倍率に
応じて決めればよい。（ｂ）の量は、水性混合物とした
際（ａ）と（ｂ）がよく混ざる範囲であれば特に制限は
ないが、リン酸類（ａ）１００重量部に対して、通常
０．１〜２００重量部、好ましくは１〜１００重量部で
ある。また、カルシウムもしくはバリウムの炭酸塩
（ｂ'）としては、炭酸カルシウム、炭酸バリウムが挙
げられ、カルシウムもしくはバリウムの、酸化物もしく
は水酸化物（ｂ”）としては、例えば、生石灰、消石
灰、酸化バリウムおよび水酸化バリウムが挙げられる。
（ｂ'）と（ｂ”）の合計量は、（ａ'）１００重量部に
対して、通常１〜２００重量部、好ましくは５〜１００
重量部である。

【００１１】その場で重合して形成されるエチレン性不
飽和単量体の水不溶性架橋重合物（ｃ）は、水溶性のエ
チレン性不飽和単量体（ｃ１）と架橋剤（ｃ２）と、重
合触媒（ｃ３）を用い重合により得られる。水溶性のエ
チレン性不飽和単量体（ｃ１）としては、例えば、下記
〜およびこれらの任意の割合での併用が挙げられ
る。（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマ
ル酸などの不飽和カルボン酸およびこれらの金属塩、多価アルコール（エチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメ
チロールプロパンなど）の（メタ）アクリル酸モノエス
テルポリオキシアルキレンポリオール（ポリオキシエチレ
ンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキ
シエチレントリオール、ポリオキシプロピレントリオー
ルなど）の（メタ）アクリル酸モノエステルスルホン化スチレン、スルホン化ポリオキシエチレン
グリコールの（メタ）アクリル酸エステルなどのスルホ
ン酸基を含む不飽和カルボン酸エステル（メタ）アクリルアミド、メチロール化（メタ）アク
リルアミド、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、ビニルピロリドンなどの含窒素系不飽和単量体これらのうち、好ましいものは（メタ）アクリル酸、
（メタ）アクリル酸ナトリウム塩、ポリ（ｎが１〜７）
オキシエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、
スルホン化ポリ（ｎが１〜４）オキシエチレングリコー
ル（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンモノ
（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、ジメ
チルアミノエチル（メタ）アクリレート及びビニルピロ
リドンである。架橋剤（ｃ２）としては、多官能の水溶
性のエチレン性不飽和単量体、例えば、多価アルコール
（前記で例示したものと同様）の（メタ）アクリル酸
ポリエステル及びポリオキシアルキレンポリオールの
（メタ）アクリル酸ポリエステルが挙げられ、多価アル
コールジ（メタ）アクリレート及びポリ（ｎが１〜７）
オキシエチレングリコールジ（メタ）アクリレートが好
ましい。架橋剤（ｃ２）は、（ｃ１）に対し、通常１〜
１０％の範囲で併用されることにより、発泡体の耐水性
を増加させるのに好適である。

【００１２】重合触媒（ｃ３）としては、ラジカル重合
開始剤が挙げられ、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化
第三ブチル、第三ブチルヒドロキシペルオキシド、過硫
酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの過酸化物；ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニ
トリルなどのアゾ化合物；過酸化水素と第１鉄塩、過硫
酸塩と第１鉄塩、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリ
ン、酸素とトリエチルホウ素などのレドックス系開始剤
などが挙げられる。これらのうち、好ましいものは水系
で重合開始する触媒であり、例えば過硫酸アンモニウ
ム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素と塩化第１鉄、過硫
酸ナトリウムと塩化第１鉄もしくは水酸化第１鉄などで
ある。

【００１３】該架橋重合物（ｃ）の量は、不燃性および
強度から、発泡体を構成する全固形分の５〜３０重量％
が好適である。５％未満であると出来た発泡体は非常に
脆く、３０％を越えると不燃性が低下し、可燃性が増加
する。

【００１４】エチレン性不飽和単量体（ｃ１）及び架橋
剤（ｃ２）の合計に対する重合触媒（ｃ３）の使用比率
は、０．５〜５重量％の範囲である。

【００１５】本発明の発泡体には、物性やコストを考慮
して必要により無機充填材（ｄ）を含有させても良い。
無機充填材（ｄ）としては、例えば下記（ｄ１）〜（ｄ
５）が挙げられる。（ｄ１）セメント：ポルトラントセメント、シリカセメ
ント、アルミナセメント、高炉セメント、フライアッシ
ュセメント、白色セメント等（ｄ２）粘土鉱物：モリロナイト、ベントナイト、雲
母、セリサイト、カオリン、タルク、フィライト、ゼオ
ライト等（ｄ３）無機質軽量骨材：パ−ライト、シラスバル−ン
等（ｄ４）無機繊維：カーボン繊維、アスベスト、ロック
ウール、ガラス繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウ
ム繊維、スチール繊維等（ｄ５）その他非水溶性の無機粉末材料：フライアッシ
ュ、シリカフューム、珪石粉、セラミック粉、水酸化ア
ルミニウム、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム等

【００１６】以上（ｄ）として例示したものの選択には
特に限定はなく、発泡体の物性、コスト等の要求に合わ
せて単独もしくは任意の組み合わせで添加すればよい。
例えば、セメント（ｄ１）の添加により発泡体の硬度が
向上する。セメント（ｄ１）の内では、アルミナセメン
トが、セメントの内でもアルカリ性が低いため、該リン
酸類（ａ）との反応性が低い点で好ましい。無機繊維
（ｄ４）の添加により、発泡体の引張強度、曲げ強度等
の向上や発泡体中の有機物が仮に燃えてしまった後の形
状保持性を向上させる。又、（ｄ５）のうちの水酸化ア
ルミニウムや炭酸カルシウムは、添加することにより防
火性能を向上させる。その他（ｄ）として例示したもの
は、主としてコスト・ダウンのための増量材的な用い方
ができる。（ｄ）の添加量は特に制限はなく、通常、リ
ン酸類（ａ）１００重量部に対して、１８００重量部以
下、好ましくは５００重量部以下である。上記無機繊維
（ｄ４）に代えるかあるいは併用して、有機繊維の使用
も可能であり、有機繊維も発泡体の引張強度、曲げ強度
等の向上効果がある。有機繊維としては、ビニロン繊
維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊
維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維等が挙げられ
る。但し、有機繊維の使用量は、発泡体の防火性能の要
求レベルを考慮して支障のない範囲とする必要がある。

【００１７】本発明の発泡体は、（ｃ）の含有量を前記
好ましい範囲とすれば、かなり高い防火性を有している
が、更に高い防火性を付与するため、難燃剤を成分に加
えて発泡硬化させることもできる。難燃剤としては、非
ハロゲン系燐酸エステル（トリフェニルフォスフェー
ト、クレジルジフェニルフォスフェート、アンモニウム
ポリフォスフェートなど）、ハロゲン含有系燐酸エステ
ル（トリスクロロエチルフォスフォネート、トリスジク
ロロプロピルフォスフェート、トリス（トリブロモフェ
ニル）フォスフェート、トリスジブロモプロピルフォス
フェートなど）、活性水素含有系難燃剤（ジ（イソプロ
ピル）Ｎ、Ｎビス（２ヒドロキシエチル）アミノメチル
フォスフェート、臭素化ビスフェノールＡのアルキレン
オキサイド付加物など）、三酸化アンチモン、五酸化ア
ンチモン、酸化亜鉛等があげられる。以上例示したもの
は、一種または二種以上でもよい。難燃剤の使用量は通
常、（ｃ）１００重量部に対して、４０重量部以下、好
ましくは、０．１〜３０重量部である。

【００１８】本発明の方法によって、リン酸類（ａ）、
該発泡剤（ｂ）、水溶性のエチレン性不飽和単量体（ｃ
１）、架橋剤（ｃ２）重合触媒（ｃ３）、水及び必要に
より無機充填材（ｄ）からなる成分を混合して水性混合
物とすることにより発泡させ、且つ重合させることによ
り硬化させると、本発明の発泡体＜１＞が得られる。こ
の水性混合物中の水の量は混合水スラリー化が可能な範
囲であれば、必要以上には水を加える必要はなく、水が
多い程発泡硬化したものの乾燥に時間や手間がかかる。
水の量は特に制限はないが、通常水性混合物の濃度が５
０〜９０重量％程度となる量である。

【００１９】本発明の方法において、該水溶性のエチレ
ン性不飽和単量体（ｃ１）及び架橋剤（ｃ２）の重合反
応をコントロールするためには、発泡硬化時および発泡
硬化後に、更に加熱することで行うことも出来る。通常
室温〜１４０℃であり、好ましくは、３０〜１２０℃で
ある。

【００２０】本発明の方法において、発泡体のセル構造
をコントロールするためには、整泡剤を添加すればよ
い。整泡剤としては、従来公知のシリコン系活性剤が挙
げられ、例えば、・トーレ・シリコ−ン社製のＳＨ−１９２、ＳＨ−１９
３、ＳＨ−１９４等、・東芝シリコーン社製のＴＦＡ−４２００等、・日本ユニカー社製のＬ−５３２０、Ｌ−５３４０、Ｌ
−５３５０等、・信越シリコン社製のＦ−１２１、Ｆ−１２２等等が挙げられる。整泡剤の添加量は、水溶性のエチレン
性不飽和単量体（ｃ１）１００重量部に対して通常は３
部以下、好ましくは０．００１〜１部である。

【００２１】また、本発明の発泡体を得るには、
（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）および（ｃ２）の各成分は水
道水、天然水、脱イオン水、河川水、井戸水等の水で予
め希釈して混合するか、あるいは水とともに混合し水性
混合物にする必要がある。本発明の方法において、各成
分を混合することにより発泡硬化させる方式としては、
下記の［１］から［４］に例示するような種々の方式が
ある。［１］リン酸類（ａ）、該発泡剤（ｂ）、該水溶性のエ
チレン性不飽和単量体（ｃ１）、該重合触媒（ｃ２）、
水及び必要により無機充填材（ｄ）を一括に投入混合
し、常温〜１２０℃で発泡硬化させる方式。［２］該水溶性のエチレン性不飽和単量体（ｃ１）、重
合触媒（ｃ２）および水を混合した後、リン酸類
（ａ）、該発泡剤（ｂ）および必要により無機充填材
（ｄ）を併せて投入し混合、常温〜１２０℃で発泡硬化
させる方式。［３］リン酸類（ａ）と該水溶性のエチレン性不飽和単
量体（ｃ１）、該重合触媒（ｃ２）を混合した後、あら
かじめ、該発泡剤（ｂ）、水および必要により無機充填
材（ｄ）を混合してスラリー化したものを投入混合し、
常温〜１２０℃で発泡硬化させる方式。［４］リン酸類（ａ）、該水溶性のエチレン性不飽和単
量体（ｃ１）、該重合触媒（ｃ２）と水の一部を混合し
た後、あらかじめ該発泡剤（ｂ）および必要により無機
充填材（ｄ）と水の残りとを混合してスラリー化したも
のを投入混合し、常温〜１２０℃で発泡硬化させる方
式。これらの内、好ましいのは、［１］、［２］および
［４］の方式であり、特に好ましいのは［２］の方式で
ある。また、発泡体＜２＞を得る場合は、（ａ'）、
（ｂ'）、必要により（ｂ''）、（ｃ１）、（ｃ２）、
（ｃ３）、水、必要により（ｄ）を用い、上記と同様に
して発泡体とすることができる。

【００２２】本発明の発泡体は、本発明の方法により常
温から１２０℃で常圧条件下、上記方式に基づき各成分
を混合し発泡硬化させるが、その後、更に、６０〜１４
０℃で加熱して、更に硬化を完全にすることもできる。

【００２３】本発明の方法により、型枠中に混合物を流
し込んで成形して発泡体とする。成型体の場合は、任意
の形状の型枠等（例えば、大型パネルの型枠等）を用い
て上記に例示した方式で発泡体とすればよい。

【００２４】本発明の発泡体は、該発泡剤（ｂ）の添加
量を加減することにより、その比重を広範囲に調整でき
る。また、得られる発泡体は比重０．１以下の低比重時
においても、発泡表面に脆さはなく、組成および配合上
の調整から、硬質の発泡体を得ることができる。又発泡
体の断熱性能も比重のコントロールにより、例えば、
０．０３ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・℃以下の低い熱伝導率を
付与することが可能な上、防火性も不燃材から準不燃材
相当のレベルである等、グラスウール、硬質ウレタンフ
ォームといった既存の断熱材と比較しても、優れた特性
を持つ材料と位置づけられる。したがって、本発明の発
泡体は、大型外壁パネルや内壁パネルの断熱材，防音
材，防耐火材、耐火被覆材、軽量骨材、耐火金庫用の断
熱材等として用いることが出来る。

【００２５】

【実施例】以下実施例により本発明を更に説明するが、
本発明はこれに限定される物ではない。実施例及び比較
例中の部は重量部である。

【００２６】製造例＜実施例１〜４、比較例１〜４の
発泡体の製造＞実施例１〜４の各々は下記表１の組成に基つ゛いて、水
溶性のエチレン性不飽和単量体（ｃ１）、架橋剤（ｃ
２）と重合触媒（ｃ３）をホモミキサ−で均一に攪拌
後、更にリン酸類（ａ）、発泡剤（ｂ）、水および無機
充填材（ｄ）を添加し、同様に攪拌混合した。その後型
枠（５０×３０×３cm）に流し込み、自由発泡させて成
型物を得た。その後、７５℃で３時間乾燥し、更に１２
０℃で２時間後硬化して、発泡体を作成した。同様に比
較例１〜４の各々は下記表１の組成に基づいて、（ｃ
１）と（ｃ２）を混合し、更に（ａ）、（ｂ）、水およ
び（ｄ）を添加し、撹拌混合した。その後同様に型枠に
流し込み発泡させて成型物を得た。ただし、比較例３に
ついては、表１に注記の難燃剤を添加するものであり、
予め（ｃ１）に難燃剤を均一撹拌しておいたものについ
て（ｄ）と攪拌混合後、型枠に流し込み、自由発泡させ
て成形体を得た。

【００２７】

【表１】

【００２８】注１）略記号で示す化合物は次のとおり。（ａ）リン酸類ａ−１：第一リン酸アルミニウムａ−２：リン酸ａ−３：第一リン酸マグネシウム（ｂ）発泡剤ｂ−１：塩基性炭酸マグネシウム（ｃ）エチレン性不飽和単量体（ｃ１）、架橋剤（ｃ
２）、重合触媒（ｃ２）配合物ｃ−１；メタクリル酸ナトリウム：ポリ（ｎ＝４〜５）
オキシエチレングリコールモノアクリレート：トリメチ
ロールプロパンモノアクリート：トリメチロールプロパ
ンジアクリレート＝３０：３０：２５：１５（重量比）
に配合した単量体１００部に過硫酸ナトリウム：水酸化
第一鉄＝２：２の重合触媒４部を添加したもの。ｃ−２；アクリルアミド：ジメチルアミノエチルメタク
リレート：トリメチロールプロパンモノアクリート：ト
リメチロールプロパンジアクリレート＝３０：４０：２
０：１０（重量比）に配合した単量体１００部に過酸化
水素：塩化第一鉄＝２：２の重合触媒４部を添加したも
の。ｃ−３；メタクリル酸：スルホン化オキシエチレングリ
コールメタクリレート：ポリ（ｎ＝４〜５）オキシエチ
レングリコールメタクレート：トリメチロールプロパン
ジアクリレート＝４０：３０：１５：１５（重量比）に
配合した単量体１００部に過硫酸ナトリウム：塩化第一
鉄＝２：２の重合触媒４部を添加したもの。（ｄ）無機充填材ｄ−１：水酸化アルミニウムｄ−２：アルミナセメントｄ−３：シラスバル−ン［サンキ工業（株），商品名：
サンキライトＹｏ.2］２）比較例２については、難燃剤
として日本油脂（株）製、ハロゲン含有リン酸エステル
（商品名；アランフラーム７０）を添加するものであ
り、この難燃剤は、予め該水溶性のエチレン性不飽和単
量体（ｃ１）に均一撹拌して用いた。

【００２９】試験例１［実施例１〜４、比較例１〜４
の発泡体の評価］製造例で得た実施例１〜４及び比較例１〜４の発泡体
を、通気のよい室内に１カ月放置したあと、下記試験方
法による試験に供した。［発泡体の物性等の試験方法］（１）圧縮強度ＪＩＳＫ−７２２０（硬質発泡プラスチックの圧縮試
験方法）（２）熱伝導率ＪＩＳＡ−１４１２（保温板の熱伝導率測定方法）（３）発泡体の柔軟性ＪＩＳＺ１５３６（ポリスチレンフォーム包装用緩衝
材）に規定される柔軟性試験に準拠。試験片を４０ｍｍ
円筒の円周に沿って巻き付けた時の状態観察から判定し
た。（４）防火性能レベル（不燃・準不燃・難燃性）建設省公示第１２３１号（準不燃材料及び難燃材料の試
験方法）、建設省公示第１８２８号（不燃性材料の試験
方法）にそれぞれ規定される表面試験方法に準拠して測
定した。

【００３０】［試験結果］各発泡体の物性試験および外
観観察の結果を表２にまとめる。

【００３１】

【表２】注）単位：密度はkg/m³、熱伝導率はkcal/mhr℃、圧縮強度はkPa。

【００３２】［試験結果の補足説明］実施例１〜４の本発明の発泡体のうち、実施例１〜３
の発泡体は、反発性があり、柔軟性のある半硬質発泡体
であり、実施例４の発泡体は、反発性、柔軟性の少ない
硬質発泡体であった。実施例１〜４の発泡体の表面状態は、手で擦っても粉
分等が剥離することはなく、脱型した成形体も大型パネ
ルとして運用するに十分な強度性能を兼ね備えるもので
あった。また、防火性のレベルも不燃材から準不燃材相
当のかなり高いものであった。比較例１〜４の発泡体の内、比較例２については、防
火性のレベルが難燃材相当と低く、また、比較例３につ
いても、難燃剤を添加したものの、比較例２同様、難燃
材相当であった。比較例１，４については防火性のレベルが不燃材相当
とかなり高いものであったものの、発泡体が非常に脆
く、表面の剥離等が認められる上、比較例４にいたって
は脱型時に成形体に割が発生する等、パネルとして使用
するほどの強度性能を持つものといえるものではなかっ
た。

【００３３】

【発明の効果】本発明の無機有機複合発泡体及びその製
造法は、以下の効果を奏する。（１）本発明の発泡体は、従来のリン酸類の発泡体の問
題点であった脆性を大幅に改善するものであり、高発泡倍率の発泡体とした場合は、有機無機複合体で
あるにも拘らず、軟質ウレタンフォームと見間違える程
の柔軟性と反発弾性を有する発泡体であり、この発泡倍率は軟質から硬質まで調整でき、且つ軟質・硬質の何れの場合も脆性が改善されている。（２）低比重、高発泡倍率の発泡体でも、運用上全く問
題ない程度の強度を有するため、断熱性に優れる軽量の
パネル等が作製できる。（３）常温常圧下での条件でも製造することができるた
め、オ−トクレ−ブ養生等の特殊な反応装置を必要とし
ない。（４）所望の形状の型枠中で容易に多孔化でき、硬化さ
せることができる。また、壁面にこて塗りや吹き付け等
を行い、硬化させることも可能である。（５）外観および性能上は、既存の硬質ウレタンフォー
ム、スチレンフォームとほぼ同等のレベルにあるもの
の、材料の防火性は、これら既存の有機系断熱材以上の
不燃材〜準不燃材に相当するレベルの材料であり、防災
上、安全性の高い材料を市場に供給することができる。

【００３４】以上の効果を奏することから、本発明の発
泡体は、その防火性能、断熱性、弾性、柔軟性、強度、
低密度等を兼備する特性を生かし、例えば、以下のよう
な用途に使用するのに好適である。列車、自動車、住宅、ビル等防火性能が要求される用
途において、従来ＡＬＣ、珪酸カルシウム板、無機繊維
板等の無機質発泡体が用いられていたものの代替；例え
ば、鉄骨被覆材、耐火レンガ、台所や厨房を含めた内壁
パネル、防火性を有する外装パネル、ボイラー等の燃焼
機械の熱遮蔽材、自動車等のシートクッション材や排気
ラインの熱遮蔽材、船舶等の内装パネルや空隙充填材、
耐火金庫の充填剤。住宅、ビル、列車、航空機、船舶等の断熱性能が要求
される用途において、従来ウレタンフォーム、スチレン
フォーム等の有機質発泡体が用いられていたものの代
替；例えば、天井、壁、床、屋根等の住宅・ビル等の内
外装断熱ボードやパネル、畳心材、ドア等の空隙充填
材、屋根瓦や屋根材の断熱裏材、自動車や列車・航空機
・船舶等の屋根内張り材、エンジン周囲の内装材、ハニ
カム使用部分の代替材、冷蔵庫・エアコン・冷凍庫・空
調設備や空調ラインの断熱材、ＬＮＧ等の天然ガスのタ
ンクやパイプラインの断熱被覆材、工場でのユーテイリ
テイラインの断熱材、冷凍品等の輸送用断熱パッキング
材。低密度が要求される用途；例えば、合成木材およびそ
の心材、軽量骨材、包装用のパッキング材。連通気泡である発泡体より、表面積が大であることを
要求される用途；例えば、サンドドレン工法用サンドの
代替、排ガス燃焼触媒の担体、消臭剤や芳香剤用の担
体。吸音を要求する用途；住宅用吸音パネル、トンネル内
の防音内壁材、列車軌道の防音高欄被覆材、エンジンや
機械類の防音内張り材やハウジング内張り材。発泡体で有機系にない難生分解性や有機系に比べて低
い環境汚染性を有することから要求される用途；軽量盛
土の代替、トンネルの裏込め材、植生用ブロック、生け
花用剣山、園芸用バーミキュライト等の代替。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リン酸類（ａ）と、リン酸類の発泡剤
（ｂ）とからの発泡体構造であり、その場で重合して形
成されるエチレン性不飽和単量体の水不溶性架橋重合物
（ｃ）により脆性が改善されてなる無機有機複合発泡
体。
【請求項２】（ａ）、（ｂ）、水溶性のエチレン性不
飽和単量体（ｃ１）架橋剤（ｃ２）および重合触媒（ｃ
３）からなる水性混合物が発泡及び重合してなる請求項
１記載の発泡体。
【請求項３】該発泡剤（ｂ）が、炭酸塩化合物である
請求項１または２記載の発泡体。
【請求項４】硫酸（ａ'）と、カルシウムもしくはバリ
ウムの炭酸塩（ｂ'）と、必要によりカルシウムもしく
はバリウムの、酸化物もしくは水酸化物（ｂ”）とから
の発泡体構造であり、その場で重合して形成されるエチ
レン性不飽和単量体の水不溶性架橋重合物（ｃ）により
脆性が改善されてなる無機有機複合発泡体。
【請求項５】（ａ'）、（ｂ'）、水溶性のエチレン性
不飽和単量体（ｃ１）、架橋剤（ｃ２）および重合触媒
（ｃ３）からなる水性混合物が発泡及び重合してなる請
求項４記載の発泡体。
【請求項６】該水性混合物中の（ｃ）の固形分換算含
有量が５〜３０重量％である請求項２または５記載の発
泡体。
【請求項７】更に無機充填材（ｄ）を含有する請求項
１〜６のいずれか記載の発泡体。
【請求項８】リン酸類（ａ）、リン酸類の発泡剤
（ｂ）、水溶性のエチレン性不飽和単量体（ｃ１）、架
橋剤（ｃ２）、重合触媒（ｃ３）、水及び必要により無
機充填材（ｄ）からなる成分を混合することにより発泡
させ、且つ重合させる無機有機複合発泡体の製造法。
【請求項９】硫酸（ａ'）、カルシウムもしくはバリ
ウムの炭酸塩（ｂ'）と必要によりカルシウムもしくは
バリウムの、酸化物もしくは水酸化物（ｂ”）、水溶性
のエチレン性不飽和単量体（ｃ１）、架橋剤（ｃ２）、
重合触媒（ｃ３）、水及び必要により無機充填材（ｄ）
からなる成分を混合することにより発泡させ、且つ重合
させる無機有機複合発泡体の製造法。