JPS593958B2 - 可撓性無機質不燃成形体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来、合成樹脂シート、発泡性シート、マット等は可撓
性はあるが、不燃性を欠く。

逆に無機質成形体として、タイル、スレート、コンクリ
ート板、セメントモルタル板等は、不燃性であるが、可
撓性は全く或は殆んどなく、建造物、合成樹脂、木製等
の可燃性家具や日用品等の彎曲面を被覆しこれを不燃性
表面とすることが出来ない。

本発明は、か＼る両者の欠点を解消し、可撓性に富み平
面にはもとより曲面をもつ建築物の床面、屋根材、天井
材、壁材、柱等更には家具等の被覆材として広域に使用
し得られる無機質不燃成形体を得るべく試験研究を試み
た。

この場合、例えば、無機質成膜形成剤としてリン酸金属
塩を使用し、これを硬化するに足る酸化マグネシウムを
混合した水性スラリ状混合物をガラス繊維織布に塗布含
浸せしめた後、加熱硬化せしめた所、可撓性の成形体が
得られたが、その製造過程で亀裂がおこり良好な製品が
得られなかった。

本発明は、このような加熱硬化によっても亀裂を生じな
い良好な可撓性無機質不燃成形体を製造し得るようにし
たその製造法を提供するもので、無機質皮膜形成剤を主
材とし、これに対し適量の比較的速効性の硬化剤と比較
的遅効性の硬化剤を混合した水性スラリー状混合物を、
紙、織布、不織布、マット等の定形繊維基材に含浸塗布
し該定形繊維基材に一体に被覆結着した成形体を作成し
た後、該無機質皮膜形成剤を速効性硬化剤によりその１
部を硬化させ、次で遅効性硬化剤によりその残部を硬化
させるようにしたことを特徴とする。

更に本発明は、上記の製造法に関連し、更に製品成形体
の大きい彎曲をもたらす製造法を提供するもので、前記
の配合成分として、更に少量の有機質バインダーを添加
混合し、前記と同様に夫々の硬化剤で皮膜形成剤を２段
に分けて硬化せしめることを特徴とする。

次に本発明の詳細な説明する。

その無機質皮膜形成剤としては、けい酸ソーダ等のアル
カリ金属シリケート、コロイダルシリカ等のシリカ系、
リン酸アルミニウムやポリリン酸アルミニウム等のリン
酸金属塩系のものが使用される。

これに硬化剤として雲母粉末、酸化亜鉛、水酸化カルシ
ウム、けい酸カルシウム等の金属酸化物その他の各種硬
化剤のうちから、使用する皮膜形成剤に対し酸化マグネ
シウム、酸化亜鉛などの比較的速効性の硬化剤と水酸化
アルミニウムなどの比較的遅効性の硬化剤とを合わせて
、皮膜形成剤の１部を先づ該速効性硬化剤で硬化させ次
でその残部を遅効性硬化剤で硬化させるようにする夫々
の適量を配合する。

彎曲を更に増大するために添加される有機質バインダー
としては、クロロプレンラテックス、ＳＢＲラテックス
、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の水溶性
耐水性合成樹脂、ポリエステル乳剤、エポキシ樹脂乳剤
、塩化ビニル乳剤、塩化ビニリデン乳剤等の合成樹脂エ
マルジョン等である。

か＼る有機質バインダーを添加する場合は、はう酸、酸
化アンチモン、水酸化アルミニウム、ハロゲン系、縮合
リン酸アンモニウム系等の防炎剤、難燃剤を併用するこ
とが好ましい。

更に、必要に応じ、無機質鉱物粉や無機質繊維粉を少量
混合することができる。

この混合物を成形、加熱又は常温硬化しても、可撓性の
無機質成形体は得られない。

本発明は、か＼る無機質スラリー状混合物を紙、織布、
不織布マット等の定形繊維基材に含浸塗布し該定形繊維
基材に一体に被覆結着した成形体とすることにより、大
きく彎曲し得られる無機質成形体が得られることを多く
の実験研究の結果見出した。

この成形体は、而も不燃性で且つ防水性であるため、従
来のこの種の公知の防水材、不燃材等に変えて彎曲面に
も被覆材として使用し得る有利な無機質材として使用出
来極めて有利である。

この繊維基材の繊維としては、植物性、動物性、鉱物性
、金属性いづれの種類の繊維が使用され、長繊維又は短
繊維を問わない。

このように作成した成形体を、該無機質皮膜形成剤を速
効性硬化剤によりその１部を硬化させ、次で遅効性硬化
剤によりその残部を硬化させて耐水性の硬化無機質皮膜
をもつ可撓性の不燃成形体を得るが、一般には、その後
加熱処理するが、それまでにその速効性硬化剤によりそ
の１部は常温硬化し、次でその加熱処理によりその残部
が遅効性硬化剤により硬化すると共に成形体の乾燥が行
なわれる。

更に具体例を述べれば、下記配合例のスラリ状不燃混合
物を夫々ミキサーにて攪拌混練して作成した。

配合割合は重量部である。配合例 リン酸アルミニウム ３０部酸化亜鉛
１０部 水酸化アルミニウム ２０部 酸化チタン １５部 ガラス繊維（１０ｉｍ長） ５部酸化チタン
１５部 水 １５部上記上記例の
スラリー状混合物を石綿繊維織布に含浸塗布し且つ両面
に薄い塗膜をもつものをつくり、８０℃で１０分間加熱
してシート状成形体製品（試料ＡＩ）を得た。

該試料Ａ１は、その硬化被膜には全く亀裂が見られなか
った。

この試料Ａ１につき、ＪＩＳＡｉ３２１に基く難燃性の
他柔軟性（２０℃）、引張強度、伸び、防水性を夫々試
験し下記表１の結果を得た。

比較のため、前記の配合例のうち、水酸化アルミニウム
を除き、酸化亜鉛のろを３０部配合したものに変えたス
ラリー状混合物を前記の具体例と同様に処理して成形体
を得たが、硬化皮膜に多くの亀裂が見られて製品として
不適であった。

更に、比較のため、前記の配合例のうち、酸化亜鉛を除
にき、水酸化アルミニウム３０配合合したものに変えた
スラリー状混合物を前記の具体例と同様に処理したが硬
化処理では耐水性が全くなく水に溶解する成型品であっ
た。

加熱硬化条件を４００℃、１０分間で行なった所、硬化
し耐水性の良い成形体が得られたが、高温加熱により成
形体が脆くなり勝ちで又径１０ｃｍの円筒に巻き付けた
とき多くの亀裂を生じた。

次に、前記本発明の配合例（試料ＡＩ）と同じ配合組成
割合に更に、有機質バインダーを種々の割合で少量添加
した夫々の配合例をつくり、試料Ａ１と同様に、同じガ
ラス繊維をマッド状にした基材に同様に含浸塗布、硬化
せしめて得た製品試料Ａ２ 、Ａ３ 、Ａ４につき同様
のテストを行ない次の結果を得た。

尚、多くの実験結果より、合成樹脂量の添加を、成形体
製品の全体に対し約２５重量％までである限り、難燃性
の１級合格を維持した製品が得られ、この場合、１〜３
重量％のハロゲン系、縮合リン酸アンモニウム系等の難
燃剤を併用添加することで一層難燃性の優れた製品を得
ることが出来ることを認めた。

次に、本発明の好ましい無機質被膜硬化成形体製品の製
造例を説明する。

酸性リン酸金属塩系の水溶性無機バインダーの１つとし
てリン酸アルミニウム（一般式ａＡｌ□０３・ｂＰ２０
３・ｃ Ｈ２Ｏ）や更にこのリン酸アルミニウムに多価
の金属イオン、例えば亜鉛、マグネシウム、カルシウム
、クロム、鉄などを反応させて得られる複合リン酸アル
ミニウムを使用することが好ましい。

この場合リン酸アルミニウムとしてアルミニウムとリン
の原子比（Ａｌ／Ｐの比）が１．．１．３２の範囲にあ
るもの、又複合リン酸アルミニウムとしてＡ ｌ ／Ｐ
、比が１／３〜１．５／３の範囲になるように金属イオ
ンと反応させて得たものがよい。

これらのリン酸アルミニウムは、約５０％の水分を持つ
ものを使用してもよいがスプレー乾燥し粉末状とした後
でも使用できる。

これらリン酸アルミニウムを無機皮膜形成剤には、酸化
亜鉛や酸化マグネシウム等の金属酸化物が硬化剤として
添加配合される。

か＼る硬化剤は８００℃以上で焼成したものを使用する
。

尚、多くの実験によれば、その硬化は、一度に急速に行
なうときは前記のように好ましくなく、硬化剤として、
速効性と遅効性の２種類を併用し、硬化を２段階に漸進
的に行なうようにすることが、亀裂のない良好な堅牢な
硬化皮膜が得られることが分った。

而して、遅効性硬化剤としては、水酸化アルミニウムと
水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛などの２種又はそれ以
上の金属水酸化物を反応させて複合水酸化物をつくり、
これを涙過、洗浄、乾燥させ、８００℃以上の温度で焼
成して複合金属酸化物を得、これを粉砕して一般式ＸＭ
ｇ０−ｙＡ１２０３゜ＸＺｎ０−ｙＡ１□０３（ｘ、ｙ
は整数）から成る遅効性硬化剤を得られるものを使用す
る。

又リン酸アルミニウムと酸化マグネシウムなどの酸化物
の反応物を焼成したものも硬化速度のおそい硬化剤とし
ても使用できる。

−リン酸アルミニウム１００部に対し速効性硬化剤２０
部以下と遅効性硬化剤１００部以下との配合割合が好ま
しい。

このように、上記のリン酸アルミニウムと単動性及び遅
効性硬化剤とを配合したものに通常フィラーとし、て、
リン酸アルミニウムとの反応性の極めて小さい酸化チタ
ン、酸化アルミニウム、けい酸ジルコニウム、酸化ジル
コニウム、酸化けい素、焼成リン酸金属塩などの少くと
も１種を適量添加配合する。

尚、更にこの場合、該皮膜形成剤の成形性を補強し且つ
成形品の彎曲性を向上せしめるべく上記の範囲で少量の
有機質バインダτを添加混合する。

有機質バインダーとしては、酸性リン酸金属アルミニウ
ムのｐＨに合わせた酸性樹脂エマルジョン、ゴムラテッ
クスエマルジョン、水溶性樹脂、粉末樹脂等を使用する
。

か＼るスラリー状混合物は、繊維基材と１体に結合せし
めるものであるが、繊維の種類はグラスウール、ロック
ウール、アスベスト、チタン酸カリウム繊維、炭素繊維
、金属繊維等の他、木綿、麻、パルプ、ナイロン、ポリ
エステル、ビニロン等の有機繊維も使用でき、その形体
は、その抄紙、織布、網布、等のシート状、マット状等
の一定形状で使用され、製品の彎曲性を良好ならしめる
ため長さ５Ｑｉｉ以下のものが通常使用される。

而して、酸性リン酸金属塩を主成分とする前記スラリー
状混合物を前記繊維に結着被覆成形する方法は、その定
形繊維基材に単に両者を適量配合し混練したものを鋳型
に注入する方法、その両者の混合物を薄層に吹付は成形
する方法があり、一定のシート状又はマット状の繊維を
使用する場合には、スラリー状混合物をこれにスプレー
や塗布含浸コーティングする方法が一般で作業が容易で
ある。

塗布繊維シート又はマットを撥水性のテフロンやシリコ
ンで表面処理した加圧ローラーを通すときは混合物の含
浸が良好に得られる。

このようにして成形した繊維基材内蔵のリン酸アルミニ
ウム主体成形板は、常温でこのま＼放置し、或は放置す
ることなく直ちに好ましくは約３００°Ｃ以下の通常９
０〜２００℃の加熱炉を通じてその硬化を行なわせる。

この場合、該皮膜形成剤の硬化は、部分的に、２段に分
けて、先づその速効性硬化剤によりその１部分を、次で
その遅効性硬化剤によりその残部を順次に行なわれるの
で、亀裂や急激な収縮等なく、良好な堅牢な硬化成形板
が得られる。

更に、これによる好ましい点は、か５る成形板の上面に
、その硬化初期に他の任意の柔軟な金属箔、ルーフィン
グシートやマット等や化粧砂粒砕石粒、等の鉱物粒子の
散布層を１体に重合し加圧結着して積層型の可撓性無機
質不燃成形体を得られることである。

更には、初期の硬化過程に於て、波状成形、やエンボス
加工の凹凸模様等の加工処理を行なうことも出来る。

又前記したように、硬化剤の添加量を限定するときは、
成形品の硬度が適度に得られ亀裂のない良好な製品が得
られることが実験により確認された。

次に、前者硬化剤として酸化亜鉛、後者硬化剤として水
酸化アルミニウムを使用し、フィラーとして酸化チタン
を混合し、芯材としてガラスマット（４５０ｇ／７７２
″）、硬化茶件は１３０℃、３０分、製品試料厚さ１ｍ
ｍで試験した結果は下記表３の通りであった。

上記から、耐水性の面からは、速効性硬化剤は２０％以
下であることが好ましく、又遅効性硬化剤１００％以下
であることが好ましいことが分る。

次に、有機質バインダーの添加量とその難燃性との関係
を種々実験した結果を表４として下記に示す。

上記から分るように、合成樹脂の添加量は、混合物含量
に対し、２５％程度までが難燃性の観点より好ましい。

又難燃剤を添加しない場合は、５％程度まで単独で添加
しても優れた難燃性を維持されることが分る。

前記の試験方法は、燃焼試験についてはＪＩＳＡ１３２
１に準拠し、柔軟性試験は、径の異なる円筒に巻き付は
亀裂の生ずるまでの限界を測定し、引張り試験は、イン
ストロン型引張り試験機を使用し、つかみ間隔２０ｃｍ
、引張り速度１００７７１／ｍ。

測定温度２０℃で行なった。

図面は、上記実施例に基く、本発明製品を示し、第１図
は、無数の均一に分散したガラス繊維すを基材としたリ
ン酸アルミニウムを主成分とした硬化成形体ａから成る
厚さ１闘程度のシート状成形品Ａを示し、該シートＡは
、鎖線示の如く大きく彎曲し得られる無機質の難燃性製
品である。

第２図は、基材として、抄紙等の厚さ１關乃至３闘程度
の範囲から成る無機又は有機繊維から成る不織布等の定
形基材すに上記の硬化成形材を含浸塗布しその両面に厚
さ０、５１１Ｍ以下の被覆層を１体に被覆結着せしめた
硬化成形体ａから成るシート乃至ボードの成形品Ａを示
す。

これも前記と同様に大きく彎曲し得られる０ このように、本発明によるときは、無機質皮膜形成剤と
硬化剤とを混合した水性スラリー状混合物を、定形繊維
基材に含浸被覆し硬化反応させて可撓性無機質不燃成形
体を製造する場合、該硬化剤として、該無機質皮膜形成
剤を硬化させるに足る量のものを比較的速効性の硬化剤
と比較的遅効性の硬化剤との２種類を伴用し、その皮膜
形成剤の全部を一挙に硬化させることなく、その１部を
先づ速効性硬化剤で硬化させ、次でその残部を遅効性硬
化剤で硬化させる２段階に行なうようにしたので、亀裂
のない而も耐水性の優れた良好な可撓性無機質不燃成形
体を確実に製造することができる効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施の１例の裁断側面図、第２図は他側
の１部を截除した斜面図を示す。 ａ・・・・・・無機質不燃成形体、ｂ・・・・・・繊維
基材、Ａ・・・・・・製品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機質皮膜形成剤を主材とし、これに対し適量の比
   較的速効性の硬化剤と比較的遅効性の硬化剤を混合した
   水性スラリー状混合物を、紙、織布、不織布、マット等
   の定形繊維基材に含浸塗布し該定形繊維基材に一体に被
   覆結着した成形体を作成した後、該無機質皮膜形成剤を
   速効性硬化剤によりその１部を硬化させ、次で遅効性硬
   化剤によりその残部を硬化させるようにしたことを特徴
   とする可撓性無機質不燃成形体の製造法。 ２ 該無機質皮膜形成剤は、リン酸金属塩系の少くとも
   １種である特許請求の範囲１項に記載の製造法。 ３ 無機質皮膜形成剤を主材とし、これに対し適量の比
   較的速効性の硬化剤と比較的遅効性の硬化剤と少量の有
   機質バインダーとを混合した水性スラリー状混合物を、
   紙、織布、不織布、マット等の定形繊維基材に含浸塗布
   し又は分散の不定形繊維基材と混合成形することにより
   該繊維基材に一体に被覆結着した成形体を作成した後、
   該無機質皮膜形成剤皮膜を速効性硬化剤によりその１部
   を硬化し、次で遅効性硬化剤によりその残部を硬化せし
   めるようにしたことを特徴とする可撓性無機質不燃成形
   体の製造法。