明 細 発泡性組成物お よ び そ の製造法な ら び に硬質発泡体 お よ びそ の製造法 技術分野
本発明 は発泡性組成物お よ びそ の製造法な ら び に硬質 発泡体お よ びそ の製造法 に関す る。 さ ら に詳 し く は、 本 発明 は燃焼時の発熱量、 発煙量、 有害ガス の発生量お よ び発泡体の変形量が小 さ く 、 ま た高温で使用 し た と き の 高度の寸法安定性お よ び形態保持性、 す な わ ち 耐熱性 に す ぐ れ る と と も に人体に対す る 安全衛生面 にす ぐ れた硬 質発泡体を与え る 発泡性組成物お よ びそ の製造法 な ら び に硬質発泡体お よ びそ の製造法 に関す る 。 背景技術
従来 よ り 無機物を含有す る 塩化 ビニル樹脂 (以下、
PVC. と い う ) 発泡体お よ びそ の製造法 と し て は、 た と え ぱ特公昭 52-26778号公報、 特公昭 53- 7944-号公報、 特開 昭 60 - 264232号公報、 特開昭 6ト 278543号公報な ど に 開 示 さ れた も のが知 ら れて い る 。
こ れ ら の公報に開示 さ れた技術に お い て は、 発泡体を 燃焼 さ せ た際の変形量を小 さ く し 、 あ る い は高温下で使 用す る 際の寸法安定性を 向上 さ せ、 さ ら に は機械的強度 を増大 さ せ る た め の手段 と し て発泡体中 に石綿 m維が含 有 さ れて い る 。 石綿単繊維 は、 直径が 0. Q3 〜 0.1 程 度の細 く て柔軟な繊維で あ る た め、 発泡体の セ ル膜 ( セ ル膜の厚 さ は通常 1 〜 100 程度で あ る ) 中 に 均一 に存
在さ せ る こ と が比較的容易であ る 。
し か し な が ら 、 近年、 石綿緻維の人体に及ぼす有害性 (発癌性) 力 ク ロ ー ズア ッ プ さ れ、 社会問題 と して と り あ げ ら れ る と と も に使用規制 につ いて も議論 さ れ る よ う に な っ て き た。 石綿は前記 し た よ う に非常 に細 い も ので あ る た め、 肺胞,への吸入蓄積が容易で あ り 、 そ の た め人 体に有害であ る と い われて い る 。
そ こ で石綿にかわ る 補強用繊維を発泡体中 に含有 さ せ る 技術あ る い はそ の よ う な発泡体の 出現が切望 さ れてい る 。 と こ ろ が、 石綿の よ う に細 く て柔軟な無機織維は ほ か に存在せず、 た と えばガ ラ ス単譏維の直径は 1!)〜 1 3 , 岩綿単繊維の 直径は 4 〜 6 、 セ ラ ミ ッ ク 単繊維の 直径 は 2 〜 3 で あ り 、 いずれ も石綿単繊維よ り も太 く て剛 直であ る た め、 発泡体のセ ル膜をつ き 破 り 、 発泡ガスが 逸散消失す る こ と があ る ので、 石綿にかわ る こ れ ら の無 機繊維を有意量含有 さ せて良好な発泡体を製造す る こ と は技術上、 困難であ り 、 ま してや発泡体の コ ス ト 、 断熱 性、 駭量性な どを満足す る 良好な発泡体をえ よ う と す る と一層困難で あ る と考え ら れて き た。
ま た、 本発明者 ら は、 た と え ば火災時な どの よ う に高 温下に さ ら さ れた ばあ いであ っ て も 有害な収縮が発生せ ず、 し か も 塩素化塩化 ビニル樹脂な どの よ う な塩素含有 率が大 き い熱可塑性樹脂が'本来有す る 発熱お よ び発煙が 少な い と い う す ぐれた特性を有す る 発泡体 と し て 2 0 0 °C で 1 時間の加熱を施 し た と き の寸法保持率が 7 Q %以上で あ り かつ発泡倍率が 5 倍以上であ る 無機物含有塩素化塩 化 ビニル樹脂発泡体を開発 し て い る (特開昭 6 3 - 2 64645 号公報) 。
し か し なが ら 、 前記塩素化塩化 ビニ ル樹脂 を基材樹脂 と す る 前記発泡体 は、 強制燃焼時 ( た と え ば J I S A 1 3 2 1 に よ る 表面試験時) に、 樹脂部分が灰化 し て発泡体の形 状を維持す る こ と が困難 と な る 傾向があ り 、 貫通孔が発 生 し た り 、 発泡体が崩壊す る こ と も 想定 さ れ る た め、 本 発明者 ら はすで に リ ン酸エ ス テ ルを含有 さ せ る と い う 解 決方法を創出 し た。
し か し な が ら 、 密閉室内 の実火災を想定 し 、 延焼性、 火災拡大ス ピー ドを尺度 と す る さ ら に厳 し い 強制燃焼条 件下 ( た と え ば、 建設省告示第 1 2 3 1号 に よ る 模型箱試験 下) に お い て は、 発泡体の崩壌の よ り 確実な 防止'を 目 的 と し た灰化防止に も おのず と 限度が あ り 、 塩素化塩化 ビ ニ ル樹脂を使用 し て準不燃の模型箱試験を ^足す る 発泡 体を う る こ と は困難で あ る 。 ま た 、 塩素化塩化 ビニ ル樹 脂 そ の も の お よ び リ ン酸エ ス テ ル は いずれ も 比較的高価 な原料で あ る た め、 必然的 に コ ス ト 高 と な る ので、 経済 面で は よ り 好 ま し い発泡体が期待 さ れ る 。
そ こ で、 本発明者 ら は前記の ご と き 従来技術 に鑑み て 鋭意研究を重ね た と こ ろ 、 石綿を使用せずに人体 に対す る 安全衛生面 にす ぐれた無機雄維を含む無機物質 と 特定 の溶剤を併用 し た ばあ い に は、 驚 く べ き こ と に 、 無機纖 維が発泡体の セ ル膜をつ き 破 っ て発泡ガス が逸散消失す る こ と がな く 、 燃焼時の発熱量、 発煙量、 有毒ガス発生 量や変形量 どが小 さ く 、 ま た高温下で使用 し た と き の 寸法安定性すな わ ち 耐熱性 にす ぐ れ、 し か も 強制燃焼を さ せて も 発泡体の崩壊を生ぜ し め る 有害な灰化の発生が な く 、 さ ら に は安価で あ る と い う ま っ た く 新 し い高発泡 倍率を有す る き わ めて良好な発泡体が え ら れ る こ と を初
め て見出 し、 本発明を完成す る にい た っ た。
さ ら に、 本発明者 ら は、 好ま し い条件を選択す る こ と に よ り 、 日 本の建築基準法 に定め ら れる 準不燃、 さ ら に は不燃の条件に合格す る 発泡体を提供す る こ と も可能に し た。 発明の開示
本発明 は、 第一に (A) PVC 、 (Β) 直径 1 以上の無機 繊維を含有 し た無機物質、 (C) 平均重合度が 2400で あ る PVC 100 重量部、 溶剤 100重量部お よ び二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛 6 重量部か ら な る 混合物をプラ ス ト グラ フ を用 い て昇温 し つつ毎分 30回転で混練 し た と き に最大 ト ル ク が 4 〜 25 Ν。 m であ る溶剤お よ び (D) 分解型発泡剤か ら な る 発泡性組成物に関す る 。
第二に、 (A) PVC 、 (B) 直径 1 以上の無機繊維を含 有 し た無機物質、 (C) 平均重合度が 2400であ る PVC 100 重量部、 溶剤 100重量部お よ び二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛 6 重量部か ら な る 混合物を プラ ス ト グラ フ を用 い て昇温 し つつ毎分 30回転で混鍊 し た と き に最大 ト ル グカ《 〜 25 N · m で あ る 溶剤お よ び (D) 分解型発泡剤を、 PVC と 溶 剤 と が栢溶性を呈す る 温度以上でかつ溶剤の沸点以下の 温度で混練す る こ と を特徵 と す る 発泡性組成物の製造法 に関す る 。 - 第三に、 (A) PVC 、 (B) 直径 1 以上の無機繊維を含 有 し た無機物質お よ び(C) 平均重合度が 2400であ る PVC 100 重量部、 溶剤 100重量部お よ び二塩基性ス テ ア リ ン 酸鉛 6 重量部か ら な る 混合物を プラ ス ト グラ フ を用 い て 昇温 しつつ毎分 30回転で混練 し た と き に最大 ト ル ク が 4
〜 25 N · Di であ る 溶剤を、 PVC と 溶剤 と が相溶性を呈す る 温度以上でかつ溶剤の 沸点以下の温度で混練 し 、 分解 型発泡剤の分解温度以下の温度で さ ら に (D) 分解型発泡 剤を加え て混練す る こ と を特徵 と す る 発泡性組成物の製 造法 に関す る 。
. 第四 に、 (A) PVC 、 (B) 直径 1 以上の無機繊維を含 有 し た無機物質、 (C) 平均重合度が 2400であ る PVC 100 重量部、 溶剤 100重量部お よ び二塩基性ス テ ア リ ン 酸鉛 6 重量部か ら な る 混合物を プラ ス ト グラ フ を用 い て昇温 し つつ毎分 30回転で混練 し た と き に最大 ト ノレ ク カ 4 〜 25 N · m であ る 溶剤お よ び (D) 分解型発泡剤か ら な る 発泡 性組成物を発泡 さ せて な る 発泡倍率が 50倍以上で あ る 硬 質発泡体に関す る 。
第五 に、 (A) PVC 、 (B) 直径 1 以上の無機繊維を含. 有 し た無機物質、 (C) 平均重合度が 2400であ る PVC 100 重量部、 溶剤 100重量部お よ び二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛 6 重量部か ら な る 混合物を プラ ス ト グラ フ を用 い て昇温 し つつ毎分 30回転で混練 し た と き に最大 ト ル ク 力く 4 〜 25 N · m で あ る 溶剤お よ び (D) 分解型発泡剤を混練 し た発 泡性組成物を、 密閉 し う る 金型内 に充填 し て加圧下で加 熱 し 、 分解型発泡剤の分解を生ぜ し め た の ち 、 発泡適性 温度で金型を型開 き をす る と 同時 に発泡 さ せ る こ と を特 徴 と す る 硬質発泡体の製造法 に関す る 。 発明 を実施す る た め の最良の形態
本発明 は、 (A) PVC 、 (B) 直径 1 以上の無機繊維を 含有 し た無機物質 (以下、 単に無機雄維 と い う こ と も あ る ) 、 (C) 特定の溶剤お よ び (D) 分解型発泡剤を混合 し ,
溶剤が PV C と 相溶性を呈す る 温度以上の温度で混練 し た ばあ い に は無機織維が発泡体中 に均一に分散 さ れ、 前記 従来技術の 問題点が解決さ れ る こ と に も と づい て完成 さ れた も の で あ る 。
石綿を含 ま な い無機繊維を含有 し た良好な PVC 発泡体 さ ら に は準不燃お よ び不燃 PVC 発泡体 は、 本発明 に よ り は じ めて製造 し う る よ う にな っ たので あ り 、 そ れは溶剤 と P-VC と の溶解性 (相溶性) を巧み に利用す る こ と に よ り 実現 さ れる も のであ る。
従来はペー ス ト PVC であれ、 懸濁 P V C で あ れ、 P V C の 種類に関係な く 、 岩綿、 ガ ラ ス繊維の ごと き 太い繊維を 含有 さ せて発泡体を う る こ と は不可能で あ っ た。 こ れに 対 し、 本発明 にお い て は PV C と相溶性を呈す る 特定の溶 剤を使用する こ と よ り 、 P VC の種類を と う こ と な く 、 は じ めて発泡体を う る こ と を可能 と し た。 た と えば、 懸 濁 P VC な ど は粒径が大 き く 単な る 二 一 ダー混練な どでは ミ ク ロ な分散が困難 と さ れ、 従来そ の使用 が制限 さ れて い た。. しか し なが ら 、 本発明では P VC と 相溶性を呈す る 特定の溶剤の使用 に よ り 懸蜀 PVC 粒子中の い わ ゆ る ド メ イ ン粒子や ミ ク ロ ドメ イ ン粒子が分子オーダ一 に ま で と き ほ ぐ さ れ、 さ ら に P VC と溶剤 と が均一なゲル相を形成 す る こ と に よ り 、 混練時に発泡性組成物の粘度が上昇 し 無機繊維塊に働 く 剪断力が大 き く な る た め、 無機讖維塊 が ほ ぐ さ れ、 こ れが発泡性組成物中 に均一に分散す る と と も に均一ゲル相が無機鐵維を包埋 し 、 そ の結果、 無機 繊維を発泡体セ ル膜中 に均一に存在 さ せ る こ と が可能 と な り 、 無機繊維が発泡体セ ル膜をつ き破 る こ と がほ と ん どな く な り 、 発泡体の独立気泡率が向上 し 、 し たが っ て
発泡ガス の逸散が少な く な り 、 さ ら に均一ゲル相形成に よ り 、 溶剤が存在 し な い ばあ い に比べて樹脂部分の体積 が增加 し 、 混練時 さ ら に は発 ^時 に樹脂部分が無機繊維 を均一 に む ら な く 包埋す る よ う に な る ので良好な発泡体 の製造が可能 と な る のであ る 。
ま た、 溶剤が無機繊維表面を濡 ら す こ と に よ り 無機繊 維表面の付着空気お よ び付着水分が溶剤中 に移行 ま た は 除去 さ れ、 そ の た め無機繊維表面 と 均一ゲル相 と の接触 がよ り 強固 と な る 効果 も え ら れ る の で あ る 。
ま た、 発泡 さ せた の ち 、 溶剤を揮散除去す る こ と に よ り 、 樹脂部分の体積 は減少す る が、 無機繊維 と の相対的 な位置関係 は変わ ら な い ので、 無機繊維 は P V C 皮膜で完 全に覆われた状態が維持 さ れ る も の と 考え ら れ る 。
本発明 に お い て は P V C と 相溶性を呈す る 特定の溶剤を 用 い、 P V C 粒子中 の い わ ゆ る ド メ イ ン粒子ゃ ミ ク ロ ド メ イ ン粒子を分子オー ダーの大 き さ ま で と き ほ ぐ し 、 P V C 粒子の粒状性や多孔性を消失 さ せ る 結果 と な っ て い る た め、 セ ル膜の発泡ガス保持性が向上 し て良好な発泡体の 製造が可能に な る ので あ る 。
さ ら に、 溶剤は密閉金型中で分解型発泡剤の分解 に よ り 発生 し た チ ッ 素、 二酸化炭素な どの 発泡ガス を該溶剤 中 に溶解 し 、 金型を 閉 じ て い る あ い だ に こ れ ら の発泡 ガ ス を安定 に保持す る 役.割を果た し て い る も の と 考え ら れ る 0
ま た、 P V C と の相溶性を呈す る 特定の溶剤の存在下で 発泡 さ せ る た め、 系の粘弾性が小 さ く な り 、 発泡時の セ ル膜の伸 びに起因す る 発泡体中 の残留応力 な い し 残留歪 力《小 さ く な る と 考え ら れ る 。
ま た、 発泡後、 溶剤を揮散除去す る あ い だ に応力緩和 ない し歪緩和が速やか に生 じ る と考え ら れ る 。
こ れ ら の結果、 嫘焼時の変形量あ る い は高温下使用時 の寸法変化量が小さ く な る と い う 利点がえ ら れる の で あ る o
本明細書にい う PVC と は、 塩化 ビニル単独重合体が灰 化な どの燃焼特性の点か ら も っ と も好ま し い。 し 力、 し な が ら 、 本発明の 目 的を阻害 し な い範囲内で塩化 ビニルを
5 0重量%以上含有す る *重合体類を は じ め、 P V C と 相溶 性を呈す る ブ レ ン ド用樹脂、 た と えば塩素化塩化 ビニ ル 樹脂、 塩素化ポ リ エチ レ ン、 エ チ レ ン -酢酸 ビニ ル共重 合体などの少な く と も 1 種 と の混合物で も よ い。 該混合 物中 の プ レ ン ド用樹脂の割合は少量であ る のが好ま し い が、 5 0重量%以下、 好ま し く は 3 0重量%以下、 さ ら に好 ま し ぐは 2 0重量%以下で あ る も の を含む概念であ る 。 本発明 に用 い ら れる PV C の代表例 と し て は、 塩化 ビニ ル 単独重合体があ げ ら れ る 。 かか る P VC の種類や製造法に つ い ては、 本発明 に お い て は と く に限定は な いが、 なか で も 安価であ る と い う 点よ り 、 懸濁重合 P VC が好ま し い 前記 PVC の平均重合度は、 1 5 0 0未満では発泡時にセ ル膜 が破れやす く 、 発泡ガス の逸散に よ る発泡倍率の低下を き た し やす く 、 ま た 5 0 0 0を こ え る ばあ い に は、 工業的 に 製造す る こ と が難 し く なる 傾-向があ る 。
こ こ で、 懸濁重合 PV C と は、 粒子径が 1 卿程度の一次 粒子の集合体か ら な る粒子径 10 0〜 3 0 0 ^の多孔質 PV C を い い、 い わ ゆ る 懸濁重合法 に よ っ て製造さ れた も ので あ る 。 前記一次粒子は、 粒子径が Q . 1晨程度の いわ ゆ る ド メ イ ン粒子力、 ら な り 、 該 ド メ イ ン粒子 は さ ら に Q . 0 1
程度の い わ ゆ る ミ ク ロ ド メ イ ン粒子力、 ら な る も の で あ る 。 ま た 、 懸蜀重合 PVC 以外 に も ペー ス ト PVC を使用 す る こ と がで き る 。 こ こ で、 ペース ト PVC と は、 数 urn以下 の粒子径を も つ真球状の微細粉末で、 い わ ゆ る 乳化重合 法や ミ ク ロ 懸濁重合法で製造 さ れ る も の で あ り 、 前記微 細粉末は さ ら に径の小 さ い多数の微粒子か ら 構成 さ れ る 本発明 に用 い ら れ る 無機物質 と し て は 直径が 1 以上 の無機繊維を含有 し た も のが用 い ら れ る 。
前記直径が 1 m以上の無機繊維 と し て は、 た と え ば岩 綿、 ガ ラ ス繊維、 セ ラ ミ ッ ク 繊維、 ア ル ミ ナ繊維、 炭素 繊維、 石英繊維、 ホ ウ 素繊維、 各種金属繊維、 各種'ホ イ ス カ 一 な どがあ げ ら れ、 こ れ ら の繊維 は単独で ま た は 2 種以上を混合 し て用 い ら れ る 。 し か し なが ら 、 発泡成形 の し やす さ 、 え ら れ る 発泡体の諸特性、 コ ス ト な ど の点. か ら 岩綿が も っ と も 好 ま し い。
本発明 に用 い ら れ る 無機繊維の繊維長は長い も の ほ ど 発泡体への充填効果が大で あ り 、 一方短い も の ほ ど充填 し ゃす さ が良好 と な る の で、 10;um〜 50inffl、 好ま し く は 20 tfii〜 20fflffl、 さ ら に好ま し く は 100 lOflimで あ る こ と 力 望 ま し い。
無機織維の使用量 は、 最終製品で あ る 発泡体の使用 目 的 に応 じ て適宜調整 さ れ る 。
通常、 崩壊防止な どを 目 的 と す る 岩綿に代表 さ れ る 直 径 1 以上の無機繊維の使用量は、 PVC 100 部 (重量部 以下同様) に対 し て 2 部以上、 好ま し く は 5 部以上、 さ ら に好 ま し く は 10部以上で あ る こ と が望 ま し い。 無機繊 維を含有 さ せ る 目 的 は、 主 と し て強制燃焼時の形状保持 に あ る が、 あ ま り に も かか る 無機繊維の使用量が多す ぎ
る ばあ い に は、 発泡体の製造が困難と な る と と も に コ ス ト 高 と な る た め、 該使用量は P V C 1 0 0 部に対 し て 2 0 0 部 以下、 好ま し く は 1 0 0 部以下、 さ ら に好ま し く は 5 0部以 下であ る こ と が望ま しい。
本発明 に用 い られる 直径 I tfn以上の無機癍維以外の無 機物質と し て は、 無機粒状物が用 い ら れる。
無機粒状物と し て は平均粒子径 0 . 0 1 ~ 3 0 0馬程度の も のが用 い ら れる が、 一般に比表面積の大 き な も の を用 い る ほ ど、 燃焼時の変形量が小さ く 、 ま た高温下で使用 し た と き の寸法安定性が大 き く な る 利点があ る。 無機粒 状物の種類につ いて は と く に制限はな いが、 価格お よ び 入手 し やす さ な どの点か ら、 タ ノレク 、 炭酸カ ノレ シ ゥ ム な どの炭酸塩、 金属水酸化物、 含水無機化合物な どが好ま し く 、 ま た シ ラ スバノレーン な どの 中空体を用 い る こ と も で き る 。
前記金属水酸化物と し て は、 た と え ば水酸化ア ル ミ 二 ゥ ム (脱水温度 3 0 0で ) 、 水酸化マ グネ シ ウ ム (脱水温 度 3 5 Q。C ) 、 水酸化カ ル シ ウ ム (脱水温度 5 8 Q。C ) 、 水 酸化ス ズ (脱水温度 1 6 (TC ) な どがあ げ ら れ る が、 こ れ ら の な かでは水酸化ア ル ミ ニ ゥ ム お よ び水酸化マ グネ シ ゥ ム は脱水温度が発泡体製造時に脱水開始す る ほ ど低 く な く 、 ま た発泡体の燃焼が相 当進行 し た の ち に脱水開始 す る ほ ど も高 く な い と い う 点で好ま し い。
前記水酸化ア ル ミ ニ ウ ム およ び水酸化マ グネ シ ウ ム に 代表 さ れ る 金属水酸化物は、 発泡体が 2 0 0〜 4 0 (TC に加 熱 さ れた と き に脱水分解 し、 そ の と き の吸熱に よ っ て発 泡体燃焼時の発熱量を小 さ く し て発泡体の温度上昇を抑 制 し 、 ま た発泡体の変形量を小 さ く す る と い う 効杲を呈
る も の で あ る 。 こ れ ら の な かで は水酸化ァ ノレ ミ ニ ゥ ム が と く に好 ま し い も のであ る 。 前記金属水酸化物の粒子 径は小 さ い ほ ど一般に充填効果'は大 に な る が、 コ ス ト な ど と の兼ね あ い も あ り 、 通常、 平均粒子径カ (υ δ θ^ の も の力 用 い ら れ る 。
本発明 に用 い ら れ る 含水無機化合物 と し て は、 た と え ば硫酸カ ル シ ウ ム 2 水塩 (脱水温度 128で ) 、 酸化ア ル ミ ニ ゥ ム 1 水塩 (脱水温度 380。C ) 、 酸 ifヒア ル ミ ニ ゥ ム 3 水塩 (脱水温度 150°C ) 、 ホ ウ 酸亜鉛 3.5水塩 ( 2ZnO ♦ 3B 203 · 3.5H20 、 脱水温度 2B0°C ) な どがあ げ ら れ る が、 こ れ ら の な かで は ホ ウ 酸亜鉛 3.5水塩お よ び酸化 ア ル ミ ニ ウ ム 1 水塩は脱水温度が発泡体製造時 に脱水開 始す る ほ ど も 低 く な い と い う 点で好 ま し い。 かか る 粒子 径 は小 さ い ほ ど一般に充填効果 は大 と な る が、 コ ス ト な ど と の兼ね あ い も あ り 、 通常粒子径カ < 0.5〜 50 の も の 力 用 い ら れ る 。
前記無機粒状物の使用量は、 発泡 さ せやす さ や最終製 品で あ る 発泡体の使用 目 的 な ど に応 じ て適宜調整 さ れ る < 無機粒状物の使用量は、 198部以上、 好ま し く は 300部 以上、 さ ら に好 ま し く は 400部以上で あ る 。
無機物質の使用量は、 200 部未満で は燃焼「特性 に対す る 効果が薄 く な る 傾向 に あ る 。 一方、 該使用量 は多 く な る に し たが っ て耐火性 ^向上す る が、 逆に熱伝導率の增 大、 脆 さ 、 製品重量の増大な どの欠点が発生す る 傾向が あ る ので、 準不燃基準を 目 的 と し た ばあ い に は、 PVC
100 部 に対 し て 1000部以下、 好ま し く は 800部以下、 さ ら に好ま し く は 700部以下で あ る のが望 ま し い。 こ の よ う に準不燃基準を満足 さ せ る ばあ い に は、 吸熱特性を 向
上さ せ る た め に PVC 1 0 0 部に対 し て水酸化ァ ノレ ミ ニ ゥ ム な どの金属水酸化物を 8 0〜 3 0 0部、 好ま し く は 1 & 0〜
3 0 0部使用す る こ と が望ま し い。
方、 本発明 の硬質発泡体を建設省告示第 1 23 1号 に規 定 さ れ る 、 た と えば断熱材な ど と し て用 い ら れ る 不燃材 料 と す る た め に は、 無機物質 と し て吸熱効果の大 き い水 酸化ア ル ミ ニ ウ ム に代表さ れ る 金属水酸化物を PVC 1ひ 0 部に対 し て少な く と も 9 0 0部、 好ま し く は少な く と も
1 0 0 0部使用す る こ とが望ま し い。 な お、 こ の ばあ い に お い て も 、 亀裂防止な どの安全性を考慮すれば、 無機繊維 を PVC 10 0 部 に対 し て 2 〜 10部使用する こ と が好ま し い, な お、 無機物質の使用量は、 前記 し た ご と く 、 多 く な る に し た力《 つ て耐火性が向上す る と は い う も の の、 熱伝 導率の増大、 脆さ 、 製品重量の増大な どの欠点が発生す る 傾向があ る ので、 不燃基準を 目 的 と し たばあ い に は、 水酸化ア ル ミ 二ゥ ム に代表 さ れ る 金属水酸化物を含有 し た無機物質の使用量は、 PVC 1 0 0 部に対 し て 2 0 0 0部以下 好ま し く は 1 5 0 0部以下、 さ ら に好ま し く は 1 1 0 0部以下で あ る こ と が望 ま し い。 - 準不燃基準、 不燃基準を満足す る 良好な セ ル径を有す る 発泡体を う る ため に は、 無機物質に は造核剤が含ま れ てい る こ と が好ま し い。
前記造核剤の代表例 と し て-は、 た と えば も っ と も 汎用 さ れて い る 夕 ノレ ク な どがあ げ ら れる 。 かか る 造核剤の な かで も タ ノレ ク は発泡体の セ ル径を コ ン ト ロ ールす る 効果 にす ぐれた も のであ る 。 造核剤の粒子径は、 小 さ い ほ ど 一般に発泡体の セ ル径 も小 さ く な る 傾向があ る ので、 所 望す る セ ル径に応 じ て選定 さ れ る が、 通常平均径は 1 〜
50 程度で あ る のが好ま し い。
前記造核剤の使用量 は、 PVC 100 部 に対 し て通常 30〜 200部、 好 ま し く は 50〜 150部 と な る う よ に調整 さ れ る のが望 ま し い。
な お、 本発明 の硬質発泡体 は、 無機物質を大量 に含有 し た も の で あ る か ら 、 不適切 な製法 に よ っ て は耐衝撃性 が低下 し た り 、 吸水性や水蒸気透過性が大 き い ばあ い が め 0 "
そ こ で、 こ れ ら の特性を低下 さ せ る お そ れの あ る ばあ い に は、 無機物質の粒径 (比表 積) と そ の使用 量を適 度 に調整す る こ と が有効 と な る 。
すな わ ち 、 発泡体セ ル膜中 に お け る 無機物質相互の接 触の度合い お よ び PVC と 無機物質 と の界面の面積を適度 に コ ン ト ロ ールす る こ と に よ り 、 高度の耐熱性を 阻害す, る こ と な く 、 良好な耐衝撃性 と 耐水性を兼備 し た す ぐ れ た発泡体を う る こ と がで き る 。 つ ま り 、 耐熱性 は、 無機 物質相互の接触度合を あ る レ ベル以上 に保つ こ と に よ り 高度の状態に維持 さ れ、 一方、 耐衝撃性お よ び耐水性 は PVC と 無機物質 と の界面の面積を減少 さ せ る こ と に よ り 向上 さ れ る のであ る 。
こ れ ら の性質は、 具体的 に は PVC 単位量あ た り の無機 物質の総表面積を尺度 と し て規定す る こ と がで き る も の で あ り 、 通常耐衝撃性を 向上 さ せ、 吸水性お よ び水蒸気 透過性を小 さ く さ せ る た め に は、 PVC lgあ た り の無機物 質の総表面積 は、 3 〜 30nf 、 好 ま し く は 5 〜 25nf 、 さ ら に好 ま し く 〖ま 8 〜 18nf と な る よ う に調整 さ れ る こ と が望 ま し い。
無機物質の使用量が比較的少な い ばあ いで あ つ て も 、
粒子径の小 さ い、 すなわ ち比表面積の大 き い無機物質を 用 いれば PVC lgあ た り の無機物質の総表面積を大 き く す る こ と が可能 と な る 。 た と え ば、 無機物質の使用量が
200 部程度であ っ て も そ の絵表面積を PVC lgあ た り 8 nf 程度と する こ と が可能であ る 。
た だ し、 粒子径の小 さ い無機物質は通常高価であ る た め、 使用量が少な い こ と に伴 う 熱伝導率の低下や脆 さ の 改善、 製品の軽量化 と い っ た メ リ ッ 卜 と比較 し つつ、 実 際に用 い る 無機物質の種類 と量が決定 さ れ る 。
本発明 に用 い ら れ る 溶剤 と し て は、 平均重合度が 2400 であ る PVC 100 部、 該溶剤 100部お よび二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛 6 部か ら な る混合物を プラ ス ト グラ フ を用 い て 室温か ら昇温 しつつ毎分 30回転で混練 し た と き に最大 ト ル ク が 4 ~ 25 N。 m .であ る も のが用 い ら れ る 。
PVC と溶剤の相溶性の尺度を決定す る 方法 と し ては、 た と えばプラ ス ト グラ フ で混練 し、 ゲル化過程を調べ る 方法、 透明容器中で PVC を懸濁 さ せた溶液を加熱 し、 PVC が溶解 し て透明化す る温度を調べ る 方法な どい く つ かの方法が考え ら れる が、 静的な試験よ り も 動的、 すな わ ち実際に混鍊機で混練す る に類似 し た状況の も と で評 価す る こ と がよ り 現実の製造法 に近似 し てお り 適当であ る と考え ら れ る こ と 力、 ら 、 当業者に も慣用 さ れて い る プ ラ ス ト グラ フ を用 い る 評価方法を本発明 に お い て採用 し o
前記平均重合度 2400の PVC 100 部、 溶剤 100部お よ び 二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛 6 部の混合物を用 い たの は、 プ ラ ス ト グラ フ の操作性を考慮 し、 かつ可塑剤の PVC 可塑 化の能力を諝ベ る 際に通常、 当業者が用 い る の に近い条
件 と す る た めで あ る 。 前記プラ ス ト グラ フ と し て は、 ブ ラ ベ ン ダ一社製の PLASTI-C0RDER ⑥を用 い る 。 回転速度 を毎分 30回転 と し た の は、 前記'プラ ス ト グ ラ フ を用 い て PVC 組成物の混練 · ゲル化の過程を調べ る 際 に一般 に よ く 採用 さ れ る 回転速度であ る た めで あ る 。
PVC 粒子は加熱 さ れ る と そ の表面が溶融 し 、 PVC 粒子 同士が粘着 し は じ め、 プラ ス ト グラ フ を用 い た と き の ト ル ク 値が次第 に上昇 し 、 最大 ト ル ク 値を余す温度で は粒 子内部 は ま だ 固 く 溶融 し て い な いが、 ほ ぼ全部の粒子が 粘着を終了 し て い る 。
PVC と の相溶性の よ い溶剤は、 PVC 粒子内部 に入 り こ み やす く 、 粒子表面部分に存在す る 溶剤量が減少す る た め、 たがい に粘着 し た粒子相互間の摩擦が大 き く な り 、 ト ル ク も 大 き く な る 。 す な わ ち 、 最大 ト ノレ ク 値の大 き い ^剤ほ ど PVC と の相溶性が大 き く な る と 考え ら れ る 。
し たが っ て、 溶剤が示す最大 ト ル ク 値 は大 き い こ と が 望 ま し いが、 最大 ト ノレ ク 値があ ま り に も 大 き く な り す ぎ た ばあ い に は、 発泡温度が低 く な り 、 発泡時 に発泡体を 相 当 な低温 に ま で冷却す る 必要が生 じ 、 エネ ルギー ロ ス を招 く の で 、 25 N · m 以下、 好 ま し く は 20 N · m 以下、 さ ら に好 ま し く は 15 N · m 以下であ る こ と が望 ま し い。
ま た、 溶剤が示す最大 ト ル ク 値が小 さ く な る に し たが つ てえ ら れ る 発泡体の発泡倍率が低下す る 傾向 に あ り 、 発泡倍率が 50倍以上の発泡体を う る た め に は、 最大 ト ル ク 値 は、 4 N♦ D1 以上であ る こ と が望 ま し い。
一般に溶剤が最大 ト ル ク 値を示す と き の温度 (以下、 最大 ト ノレ ク 温度 と い う ) が低い ほ ど発泡温度が低 く な る 傾向があ り 、 前記最大 ト ル ク 温度が低す ぎ る ばあ い に は .
発泡温度が低 く な り す ぎてた と え ば 0 以下と い う よ う な冷却下で発泡を行な う 必要が生 じ、 工業的 に実施が困 難 と な る 。
—方、 最大 ト ルク 温度が高 く な る に し たが っ て発泡温
5 度が高 く な る 傾向があ り 、 あ ま り に も 発泡温度が高 く な り す ぎた ばあ い に は、 エネ ルギー ロ ス 、 作業環境の悪化 な ど、 工業的 に実施が困難と な る 傾向があ る 。
こ れ ら の こ と を勘案すれば、 最大 ト ル ク 温度は 40〜 1 5 0で 、 好ま し く は 5 0〜 140。C、 さ ら に好ま し く は 6 0〜 ひ 1 3 0 Cであ る こ と が望ま し い。
上記の よ う な条件を満足す る 溶剤の一例を示せば、 た と えば芳香族系溶剤 と ケ 卜 ン類 と の混合溶剤、 エ ス テ ル 類 と ケ ト ン類の混合溶剤、 セ ロ ソ ルプ類と ケ ト ン類の混 合溶剤な どがあ り 、 そ の具体例 と しては、 た と え ば ト ル 5 ェ ン Ζ ·シ ク ロ へキサ ノ ン (重量比、 以下同様) が 3 Z 1 〜 ; L 5 Ζ 1 の混合溶剤、 ト ルエ ン Ζ ァ セ ト ン が 2 Ζ 1 〜 1 5 1 の混合溶剤、 ト ルエ ン Ζジ イ ソ プチルケ ト ンが 5 / 1 の混合溶剤、 ト ルエ ン Ζメ チ ルェチ ルケ ト ンカ 5 Ζ 1 の混合溶剤、 ト ルエ ン Ζ シ ク ロ ペ ン タ ノ ン カ 5 ノ 1 の混 0 合溶剤、 ト ルエ ン Ζ メ チ ル イ ソ プチ ルケ ト ンが 5 Ζ 1 の 混合溶剤、 ト ルエ ン Ζメ シ チ ルオ キサ イ ドが 5 Ζ 1 の混 合溶剤、 ト ノレエ ン / ジ メ チ ル ホ ルム ア ミ ドが 9 Ζ 1 の混 合溶剤、 酢酸 η-プチル Ζ·シ ク ·口 へキ サ ノ ンが 5 1 の混 合溶剤な どがあ げ ら れ る が、 こ れ ら の溶剤の例示は ほん
£5 の一例であ り 、 上記の条件を満たせば他の溶剤を使用 し う る こ と は勿論の こ と であ る 。
本発明 に規定す る 溶剤の沸点 (混合溶剤の ばあ い は、 混合溶剤 と し ての沸点) は 0 〜 2 5 0 で 、 好ま し く は 1 0〜
(iv)
210 。C、 さ ら に好 ま し く は 20〜 190 てであ る こ と が望 ま し い。 沸点があ ま り に も 低い と 発泡性組成物の混練時 に 該溶剤が揮散消失す る お そ れがあ り 、 一方、 あ ま り に も 高い と 発泡成形後に発泡体か ら の該溶剤の揮発除去が困 難 と な る 。
な お、 本発明 の溶剤の な か に は、 ス チ レ ン モ ノ マ ー 、 ァ ク リ ロ ニ ト リ ルモ ノ マ ー な どの重合性を有す る 一般 に 単量体 と い われて い る 液体 は含 ま れな い。 な ぜな ら ば、 こ れ ら の単量体が発泡体製造工程中で重合 し 、 最終の発 泡体中 に存在す る と 、 燃焼特性を.大幅 に悪化 さ せ る か ら で あ る 。
発泡性組成物中 に含 ま れ る 溶剤量 は、 PVC と 溶剤の均 —ゲル相 に よ り 無機物質が包埋 さ れ る 程度を よ く し て発 泡体中 に大量の無機物質を含有 さ せ、 ま た PVC の粒状性 お よ び多孔性を消失 さ せて発泡ガス の保持性を 向上 さ せ さ ら に発泡体中の残留応力 な い し残留歪を小 さ く す る た め に は、 発泡性組成物中 の溶剤量は多 い ほ ど好 ま し い。 し 力、 し 、 あ ま り に も 多 い ばあ い は、 発泡適性温度が低 く な り す ぎて実際の製造工程 に不向 き と な る こ と があ る 。 し たが っ て、 溶剤量は、 PVC の平均重合度や溶剤の PVC と の相溶性の程度や無機物質の種類や使用量 な ど に も よ る が、 一般に PVC 100 部に対 し て 250〜 3000部、 好 ま し く は 350 〜 2000部、 さ ら に好ま し く は 450 〜 1000部で あ る こ と が望 ま し い。
本発明 に用 い ら れ る 分解型発泡剤 と し て は、 た と え ば ァ ゾ ジ 力 ノレ ボ ン ア ミ ド、 ァ ゾ ビス イ ソ プチ ロ ニ ト リ ル 、 ジ ァ ゾ ァ ミ ノ ベ ン ゼ ン 、 ジ ニ ト ロ ソ ペ ン タ メ チ レ ン テ ト ラ ミ ン (以下、 DPT と い う ) 、 P-ト ノレ エ ン ス ノレ ホ ニ ル ヒ
ドラ ジ ドな どの熱分解に よ り チ ッ 素ガス を発生す る も の があ げ ら れ る 。 本発明にお いてチ ッ 素ガスを発生す る 分 解型発泡剤が好適 に用 い ら れ るの は、 チ ッ 素ガス は発泡 後、 溶剤を揮散除去す る 工程に お い て、 発泡体か ら 透過 逸散 し に ぐ い た めで あ る 。 こ れ ら の分解型発泡剤の な か で は、 DPT は安価であ る う え に、 さ ら'に本発明では DPT 単独での使用 を可能 と す る ので と く に好適に用 い る こ と がで き る 。 本発明 に おい て、 DPT を単独使用 し う る 理由 につ いては未だ明確ではな いが、 良好な発泡体を う る た め に多量の溶剤を使角す る 本発明 に あ っ て は、 PVC に対 し ての良溶剤が DPT お よ びノ ま た は発泡助剤に対 し て も 良好な溶解性を示すばあ いがあ る な ど DPT と発泡助剤な ど と の接触が充分に な さ れ、 発泡剤 と し ての機能が十二 分に発揮 さ れ る た め.で あ る と推定 さ れる 。
な お、 特公昭 61-52115号公報に は、 ァ ゾ系お よ び硫黄 系 ラ ジ カ ル発生剤を必須要件 と し、 ラ ジ カ ル発生剤が存 在 し な い ばあ い に は発泡 し ない こ と が明記 さ れてい る が 本発明で は ラ ジ カ ル発生剤を用 いず、 た と え ば ラ ジ カ ル を発生 し な い DPT を発泡剤 と し て用 い て も 良好な発泡が 可能であ り 、 発泡の機構を ま っ た く 異にす る こ と が明確 あ る 。
DPT は分解発熱量が大であ る 。 従来の公知の方法で DPT を分解 さ せて発泡 さ せ る た めの プ レ ス温度 (た と え ば 175で程度) な どの成形温度にお い て は、 DPT を単独 に使用 し た ので は大 き な発熱量の た め PVC の熱分解が生 じ やすか つ た。 し か し なが ら 、 前記の ご と く 本発明で は
PVC の良溶剤を使用 し て い る た め、 低温で PVC の ド メ イ ン構造を消失 さ せ、 発泡ガス の保持性を発現 し う る よ う
に な っ た た め、 130〜 150で と い う 低温での プ レ ス を可 能に し た。 こ の た め 、 PVC の熱分解防止を可能 と し た。 工業的 に は成形 し た発泡体を一 ^寸法 に カ ツ 卜 す る 際な ど に副生す る 発泡体をつ ぎの発泡成形時 に再使用 ( リ サ ィ ク ル使用 ) す る こ と がで き れば製品 コ ス ト を大 き く 低 下 さ せ う る 。 DPT を使用 し た ばあ い の本発明で は低温で の発泡成形を可能 と し た こ と に よ り 、 発泡成形お よ び再 使用時の熱履歴に よ る PVC に よ る 熱分解 ト ラ ブルの発生 を も 防止す る こ と に成功 し 、 こ の再使用 を は じ め て可能 と し た こ と は特筆すべ き こ と で あ る 。
ま た、 本発明 に お い て、 前記 DPT を亜鉛含有化合物 と と も に配合 し た ばあ い に は、 え ら れ る 硬質発泡体の燃焼 時の発熱量が大 き く 低減 さ れ る ので好 ま し い。
亜鉛化合物が、 DPT を用 い た硬質発泡体の燃焼発熱量 を低減 さ せ る メ カ ニズム につ い て は未だ明 ら かで は な い し か し 、 PVC の劣化を助長 さ せて い る と 考え ら れ る 発泡 ガス を発生 さ せた熱分解後の DPT の残渣が亜鉛化合物に 作用 し て い る も の と 推定 さ れ る 。
前記亜鉛含有化合物 と は、 亜鉛元素を含ん だ無機系化 合物お よ び / ま た は有機系化合物の こ と を い う 。 具体例 と し て は、 た と え ば、 ホ ウ 酸亜鉛、 塩基性炭酸亜鉛、 硫 化亜鉛、 リ ン 酸亜鉛な どが あ げ ら れ、 ま た有機系亜鉛化 合物の具体例 と し て は、 た と え ばス テ ア リ ン.酸亜鉛、 ォ ク チ ル酸亜鉛な どがあ げ ら れ、 こ れ ら の亜鉛含有化合物 は単独で ま た は 2 種以上を混合 し て用 い ら れ る 。 こ れ ら の亜鉛含有化合物の使用量は PVC 100 部に対 し て 5 〜 95 部であ る が、 好ま し く は無機系亜鉛化合物 に つ い て は 5 〜 70部、 さ ら に好 ま し く は 10〜 50部、 ま た有機系亜鉛化
合物につ い て は 5 〜 2 0部であ る 。 無機系亜鉛化合物の ほ う が燃焼熱量が小 さ い ゆえ、 有機系亜鉛化合物よ り も 好 ま し い。 かか る 亜鉛含有化合物の使用量は前記下限値未 篛で あ る ばあ い、 燃焼発熱量の低減が充分でな く な る 。 ま た前記上限値を こ え る と市場に普及 さ せ う る 廉価な価 格の実現が不可能 と な る傾向があ る 。
前記分解型発泡剤の使用量は、 所望す る 発泡倍率や発 泡剤の種類、 無機織維、 無機粒状物お よ び溶剤の種類お よ びそ の量に よ り 異な る が、 通常 P VC 1 0 0 部に対 し て 5 〜 10 0部、 好ま し く は 10〜 5 0部、 と く に好ま し く は 2 0〜 5 0部であ る 。
前記分解型発泡剤の使用量は、 5 部未満で あ る ばあ い 所望す る 発泡倍率と な ら な く な る こ と があ り 、 ま た 1 0 0 部を こ え る と発泡時にセ ル膜の破断が生 じ やす く な る 傾 向 に あ る 。
なお、 前記発泡剤は、 必要に応 じ て た と えば尿素系の 発泡助剤な ど と組合せて用 い ら れ ぅ る 。
本発明 に用 い ら れる 安定剤 と し て は、 PVC の分解劣化 を阻止す る 能力を有す る も のであればいずれの も の を も 用 い う る 。 かか る 安定剤の具体例 と し て は、 た と え ば二 塩基性ス テア リ ン酸鉛、 二塩基性亜 リ ン酸鉛、 三塩基性 硫酸鉛ゃス テア リ ン酸亜鉛、 ス テ ア リ ン酸カ ル シ ウ ム な どがあ げ ら れる。 かか る安定剤の配合量は、 耐熱性が要 求 さ れな い用途に供 し た と き に は使用 し な く て も よ いが 通常の用途で は、 PVC 10 0 部に対 して、 好ま し -ぐは 2 〜 2 0部、 さ ら に好ま し く は 3 〜 了 部であ る のが望 ま し い。 な お、 2 0部を こ えて も安定化効果は それほ ど向上せず、 逆に コ ス ト 的 に不利 と な る 。
な お、 本発明 に お い て は、 さ ら に た と え ば酸化チ タ ン 群青な ど の顔料 ; 第三級 ァ ミ ン 、 ア ルキ ル ス ル ホ ン 酸塩 な どの帯電防止剤な ど、 通常プ ラ ス チ ッ ク の添加剤 と し て用 い ら れて い る も の を必要 に応 じ て適宜調整 し て使用 し う る こ と は も ち ろ んであ る 。
つ ぎに本発明 の発泡性組成物の製造法お よ び該発泡性 組成物を用 い て硬質発泡体を製造す る 方法の一例 に つ い て説明す る 。
ま ず、 所定量 に計量 さ れ た原料を た と え ば双腕二一 ダ — な どの温度調節が可能でかつ高.剪断力での混練が可能 な混練機に投入す る 。 混練機の温度調節を行な い 、 P V C と 溶剤が相溶性を呈す る 温度以上でかつ溶剤の 沸点以下 の温度で無機繊維が充分に ほ ぐれ、 各原料が均一に分散 さ れ る ま で混練 し 、 必要で あ れば一度組成物の温度を下 げ、 発泡剤の分解温度以下の温度で さ ら に発泡剤を投入 し て混練す る 。
こ こ で 、 本明細書 に い う 相溶性を呈す る 温度 と は 、 PV C 、 無機物質、 溶剤お よ び安定剤か ら な る 混合物を プ ラ ス ト グラ フ を用 い て任意の混練速度で室温か ら 昇温 し つつ混練 し た と き に最大 ト ノレ ク を示す温度を い い 、 各原 料の種類お よ びそ の量、 混練機械の種類、 混練条件 に よ つ て そ の都度異な っ た値を と る 。
P V C と 溶剤が相溶性を呈す る 温度以上でかつ溶剤の 沸 点以下の温度で混練す る の は、 PV C と 溶剤が相溶性 を呈 す る 温度 よ り も 低い ばあ い、 発泡性組成物の混練時 に溶 剤が P V C を分子オー ダ一 ま で と き ほ ぐ し て P V C と 均一ゲ ル相 を形成す る と い う 本発明 の基本原理が満足 さ れ な い た めで あ る 。 ま た溶剤の沸点よ り も 高い ばあ い 、 発泡性
) 組成物の混練時に溶剤が揮散消失す る 割合が大 き く な る 力、 ら であ る 。
なお、 た と え ば P VC と 溶剤が相溶性を呈す る 温度で分 解がは じ ま る よ う な分解型発泡剤を使用す る ばあ い に は
5 P V C 、 無機繊維、 溶剤お よ び安定剤を P VC t溶剤が相溶 性を呈する 温度以上で混練 し た の ち 、 分解型発泡剤の分 解温度以下の温度で さ ら に分解型発泡剤を投入 し 、 さ ら に混鍊す る。
つ ぎに調製さ れた発泡性組成物を、 た と え ばア ル ミ 二 0 ゥ ム合金な どか ら な る 密閉金型に充填 し、 金型を油圧駆 動型加熱プ レ ス機に セ ッ ト す る な ど し て、 加圧下で該発 泡性組成物を加熱す る 。 加庄お よ び加熱条件は、 発泡性 組成物の構成成分に よ り 異な る が、 分解型発泡剤の分解 が実質的 に完了す る こ と が必要であ る 。 こ れは発泡性組 ェ 5 成物に応 じ た適当 な温度、 た と えば 1 1 0 〜 1 8 0 。C お よ び 圧力 1 40 kg Z crf 以上が選定 さ れ る 。 な お、 所定温度、 た と えば 1 3 0 C 以上に達 し た ら 、 5 〜 3 0分間程度そ の状態 を維持す る のが好ま し い。 そ の の ち金型を加圧 し た ま ま プ レ ス機の加圧加熱板温度を、 水な どの冷却媒体を用 い
20 て発泡適性温度ま で降下さ せ る 。 発泡適性温度は、 発泡 性組成物の組成あ る い は金型の形状お よ びそ の寸法な ど に よ っ て異な る が、 通常前記加圧加熱温度 よ り も低 く 、 発泡時にセル膜が破れ る こ と に よ る 発泡ガス の逸散が生 じ な い よ う な P VC 相 の粘弾性を与え る 温度であ る 。 該発 25 泡適性温度は た と え ば 3 0〜 1 0 0で程度であ る 。 金型内容 物が'発泡適性温度に な っ た ら 金型を型開 き し 、 金型内容 物を大気圧下に解放す る と 同時に発泡 さ せ る こ と に よ り 最終の発泡体がえ ら れ る 。
) 発泡直後の発泡体 に は、 使用 し た溶剤が残存 し て い る の で、 溶剤に応 じ た適当 な温度で適当 な 時間放置 し て残 存溶剤を揮散除去す る 。 な お、 発泡体か ら の有機溶剤の 除去 は 力 ッ タ 一 な どで切断 し て表面積を犬 にす る こ と で 除去を促進 さ せ る こ と も で き る 。
本発明 の硬質発泡体の発泡倍率は、 該硬質発泡体を断 熱材 と し て用 い、 建設省告示第 1 2 3 1号の模型箱試験 (す な わ ち 準不燃規格) お よ び同号の基材試験 (す な わ ち不 燃規格) に合格 さ せ る た め に は、 5 0倍以上 にす る のが好 ま し く 、 燃焼時の発熱量、 発煙量お よ び経済性を考慮す る ばあ い に は、 さ ら に高発泡倍率を有す る 発泡体 と す る こ と が望 ま し く 、 好 ま し く は 6 0倍以上、 さ ら に好ま し く は 8 0倍以上で あ る 。 し か し な が ら 、 発泡倍率が 2 0 0倍を こ え る ばあ い に は、 正常な発泡体を製造す る こ と が困難 な う え、 仮に良好な発泡体がえ ら れて も 強度な ど の物性 が不充分 と な る た め、 2 0 0倍以下で あ る こ と が好 ま し い 以上は本発明 の発泡体の製造法の一例で あ り 、 本発明 の発泡体 は他の製造法 に よ っ て製造 さ れて も よ い こ と は 勿論で あ る 。
以下 に本発明 の発泡性組成物お よ びそ の製造法 な ら び に硬質発泡体を実施例 に も と づい て詳細 に説明す る が、 本発明 はかか る 実施例 の み に 限定 さ れ る も の で は な い。 実施例 〜 5
第 1 表 に示す原料を第 2 表に示す割合で総量が 5 0 0 0 g に な る よ う に計量 し た。
発泡剤以外の原料すベてを有効容量 3 £ の双腕ニ ー ダ 一 に投入 し 、 二 一 ダ一 の ジ ャ ケ ッ ト に熱水を通 し て、 原 料の混練温度が第 2 表 に示 し た温度 と な る よ う に調整 し
て 30分間混練 し て組成物をえ た。
つ ぎにニーダー ジ ャ ケ ッ ト に温水を通 し 、 二一ダ一内 の組成物の温度を約 8 (TC に ま で下げてか ら 発泡剤を投入 し 、 ひ き つ づき 10分間混練 し て発泡性組成物を えた。
混鍊後の発泡性組成物をキ ヤ ビテ ィ 寸法 160fflin x 160 mm X 22mniの ア ル ミ ニ ウ ム合金製金型に充填 し 、 金型をァ ル ミ 二 ゥ ム扳で蓋を し、 油圧駆動型加熱プ レ ス機に セ ッ ト して、 室温 (約 2 (TC ) か ら 175 eC ま で 10分間で昇温 し プ レ ス機の締付圧 は各実施例 に お い て金型面積 1 eiあ た り 約 150kg であ っ た。
つ ぎに金型を 175eCで 30分間保持 し た の ち 、 プ レ ス機 冷却板に温水を通 し て、 金型温度を発泡 に適性な温度、 すな わ ち発泡温度 に ま で約 10分間で降温 し 、 そ の ま ま の 発泡温度で約 30分間保持 し た。
そ のの ち プ レ ス機の締付圧を解放 し た と こ ろ 、 金型内 容物は約 1 秒間で発泡を完了 し た。
え ら れた発泡体は いずれ も外観美麗で あ り 、 切断面の 気泡の均一性 も良好であ っ た。
発泡体を室温で約半 B放置 し た の ち 、 熱風循環式ォ一 プ ン に入れ、 45。Cで約半 日 、 さ ら に 80。Cで約 1 日 放置 し て溶剤を揮散除去 し た。
つ いで、 発泡体の見掛密度、 発泡倍率、 独立気泡率、 力 Π熱体積保持率お よ び灰化の程度を下記の方法に し たが つ て測定 し た。 そ の結果を第 2 表に示す。
(見掛密度)
発泡体力、 ら 25mm角 の立方体ま た ¾ 75 in m x 25ππι 15mm© 直方体を切出 し 、 体積 と重量を測定 し て算出 し た。
(発泡倍率)
第 2 表の PVC 100 部に対す る 無機物質、 発泡剤お よ び 安定剤の配合量 (部) か ら 発泡体中 の PVC の見掛密度を 式 :
[発泡体中 の PVC の見掛密度 ] =
[発泡体の見掛密度 ] X 100 / ( 100 + [無機物質 量 + 発泡剤量 + 安定剤量 ] ) (gZ CDl3 ) よ り 求め た。
PVC の比重を 1.4と し て発泡倍率を式 :
[発泡倍率 ] = [ 1.4Z発泡体中 .の PVC の 見掛密度 ] (倍) よ り 算出 し た。
(独立気泡率)
ASTM D 2856 に基づ き 、 東芝ベ ッ ク マ ン㈱製、 空気比 較式比重計を用 い て測定 し た。
(加熱体積保持率)
発泡体か ら 75oiDi X 25mm X 15ramの 直方体を切 出 し 、 全 目 盛の約半分 ま で水を入れた 200 ml容の メ ス シ リ ン ダ一 に 投入 し 、 押え具で水面下 に沈め 、 投入前後の メ ス シ リ ン ダ一 の 目 盛の差か ら加熱前体積を求め た。 発泡体を風乾 し た の ち 、 200。Cの熱風循環式オ ー ブ ン 中 に 1 時間放置 し / 0
加熱後体積を前記加熱前体積の測定方法 と 同様 に し て 求め た。
加熱体積保持率は式 : [加熱体積保持率 ] ==
〔 [加熱後体積 ] / [加熱前体積 ] 〕 X 100 (%)
と し て算出 し た。
(灰化の程度)
J IS A 1321に準 じ て表面試験を行な い、 以下の評価基
6) 準に し た力《 つ て評価 し た。
(評価基準)
〇 : 試験後、 燃焼部分が速やか に消火 し、 かつ炭化 黒化 し て お り 、 強度があ り 、 容易 に崩壊 し な い
X : 試験後 も燃焼部分が赤 く 燃えてお り 、 最後に は 白 い灰状 とな っ て強度がな く , 容易 に崩壊す る な お ブラ ベ ン ダー は以下の操作条件に し たが っ て操 作 し た
(プラ ベ ン ダ一の操作条件)
P VC 、 —― ·¾α ^¾性 ス テ ア リ ン酸鉛お よ び溶剤を室温下で
5 1 里 し 、 ビー カ 一 の 中でス ハ。 チ ユ ラ を用 い て よ く 混合 し てぺ.一ス ト 状物 と なす。
こ の ペ ー ス ト 状物を室温ま で冷却 し た プ ラ ス ト グ ラ フ の混練室内 にす き ま の ない よ う に充分に充填す る 。
一方 熱媒槽の熱媒温度を 1 7 Q で に保 つ てお く 。 毎分 3 0回転で プ ラ ス ト グラ フ の 回転翼を回転 さ せつつ熱媒を プ ラ ス ト グ ラ フ の ジ ャ ケ ッ ト に送 り こ み、 昇温を開始す る ό その後、 ぺ一ス ト 状物の温度お よ び回転翼 に かか る 卜 レ ク をペ ン レ コ ー ダ一で連続的 に記録す る 。
ト ル ク は、 あ る 温度 (溶剤に よ り 異な る ) で上昇を は じ めて最大値を示 し たの ち 、 ゆ っ く り と 低下す る 。 最大 値を示 し た と き の 卜 ノレ ク 値お よ びペー ス ト 状物の温度を よ み と る 0
[以下余白 ]
原 料 内 容
P V c X-2380 懸濁重合樹脂 (鐘淵化学工業㈱製) 平均重合度 ·' 2380
KS-1700 懸濁重合樹脂 (鐘淵化学工業㈱製) 平均重合度: 1700
PSH-660 ペース ト樹脂 (鐘淵化学工業㈱製) 平均重合度: 2400
TK-2500HS 懸濁重合樹脂 (信越化学工業㈱製) 平均重合度: 2460
岩 綿 岩綿 直径 5 im、 平均繊維長: 3 ira 無機粒状物 タルク 平均粒径: 5.5
炭酸カルシウム 粒径: 70メ ッシュパス
溶 剤 シク口へキサノ ン
アセ トン
トルエン
発泡剤 A I B N ァゾビスイソプチロニ ト リル
A D C A ァゾジカルボンァミ ド
D P T Ν ,Ν ' - ジニトロソペンタメチレンテ トラ ミ ン
安定剤 S L 二塩基性ステアリン酸鉛
T B 三塩基性硫酸鉛
発泡助剤 C P 尿素系組成物
再利用品 R C - A リサイクルにまだ使用していない発泡体を 5 mm以下に砕いたもの (リサイクル品) R C - B 3回リサイクルに使用した発泡体を 5 咖以下に砕いたもの
, 树
比較例 1
溶剤 と し て シ ク ロ へキサ ノ ンを用 いず、 ト ルエ ン の み を用 い た以外 は実施例 3 'と 同様に し て発泡体をえ た。
こ の発泡体の独立気泡率は 24% と 小 さ く 、 溶剤揮散除
5 去中 に収縮 し 、 かつ鞍型に変形 し た。
え られた発泡体の発泡倍率は 15倍であ り 、 実施例 3 の ばあ いの約 1/6 で あ っ た。 な お、 ト ノレ ェ ン の最大 ト ノレ ク は 3.8 Ν, m で あ っ た。
比較例 2
ID 双腕ニー ダ一の混練温度を シ ク ロ へキ-サ ノ ン 67部お よ び ト ル エ ン 333部の混合溶媒 (重量比 = 1/5)の最大 ト ル ク を示す と き の温度であ る 80で に溝た な い 3 (TC と し た ほ か は実施例 4 と 同様に し て発泡体をえ た。
こ の発泡体の独立気泡率は 40 % と 小さ く 、 溶剤揮散除 Γ5- 去中 に収縮がみ ら れ、 発泡倍率が 18倍で実施例 4 の ばあ . い の約 1/3 であ っ た。
[以下余白 ]
組 成 物 の 組 成 (重量部)
実施例
番 号 P V C 無 機 物 質 有 溶 剤
岩 綿 タルク 炭酸カル 種 類 最大トルク 最大トルク 発泡剤 安定剤
シゥム 温度 CO (N · 01〉
1 X-2380 (100) (30) (240) (60) シクロへキサノン (83) 80 10.8 A1BN(35) SL (6)
トルエン(417)
2 X-2380 (100) (100) (240) (60) シクロへキサノン (100〉 80 10.8 A1BN(35) SL (6)
トルエン(500)
3 PSH-660 (100) (30) (240) (60) シクロへキサノン (83) 80 10, 8 AIBN(40) SL (6)
トルエン(417)
- 4 PSH-660 (100) (75) (160) (40) シクロへキサノン (67) 80 10.8 AIBN(35) SL (6)
トルエン(333)
5 X - 2380 (100) (30) (240) (60) シクロへキサノン (83) 80 10.8 ηρτ (20) R (6)
トルエン(417) 比較例 1 PSH-660 (100) (30) (240) (60) トルエン(500) 104 3.8 删 (40) SL (6)
" 2 PSH-660 (100) (75) (160) (40) シクロへキサノン (67) 80 10.8 AIBN(35) SL (6)
トルエン(333)
(注) 実施例 5では、 尿素系発泡助剤 20部を DPT と併用した c
実施例 6
実施例 2 でえ ら れた発泡体か ら 、 た て 220 X よ こ 220 X 厚 さ 25fflDiの試験片 を切 り 出 し 、 J IS A 1321に準 じ て表 面試験を行な っ た と こ ろ 、 温度時間面積 ( t d 0 ) は 7 。C · 分 、 発煙 係 数 (cA)は 6 、 ま た試験後の寸法 は た て 216 X よ こ 2170101で あ り 、 え ら れた発泡体 は燃焼時の発熱量 発煙量、 発泡体の変形量が小 さ い こ と が認め ら れた。
以上の結果 よ り 、 本発明 の発泡性組成物か ら な る 硬質 発泡体 は、 人体 に対す る 安全衛生性の大 き い岩綿な ど の 無機物質を含有 し 、 高温下で使用 し た と き の寸法安定性, す な わ ち 耐熱性にす ぐ れ、 燃焼時の発熱量、 発煙量、 有 害ガス発生量お よ び変形量な どが小 さ い 、 独立気泡率の 大 き い硬質発泡体で あ り 、 本発明の製造法 に よ ればかか る 発泡体を う る た め の発泡性組成物を工業的 に有利 に か つ容易 に製造す る こ と がで き る こ と がわ 力、 る 。
実施例 7 〜 12
第 1 表に示す原料を第 3 表に示す割合で総量が 5000 g に な る よ う に計量 し た。 - 発泡剤以外の原料すベて を有効容量 3 i? の双腕ニー ダ 一 に投入 し 、 ニー ダ一の ジ ャ ケ ッ ト に熱水を通 し て.原料 の混練温度が第 3 表に示 し た温度 と な る よ う に調整 し て 30〜 5 Q分間混練 し て組成物を え た。
つ ぎに二一 ダ— ジ ャ ケ.ッ 卜 に温水を通 し 、 二一 ダ一 内 の組成物の温度を約 70。C に ま で下げてか ら DPT お よ び一 般に よ く 使用 さ れて い る 尿素系 な どの発泡助剤を投入 し 、 ひ き つづ き 10分間混練 し て発泡性組成物を え た。
混練後の発泡性組成物を キ ヤ ビテ ィ 寸法 160D1D1 X 160 ram X 22inniの ア ル ミ ニ ウ ム 合金製金型 に充填 し 、 金型を ァ
ル ミ 二 ゥ ム扳で蓋を し、 油圧駆動型ホ ッ ト プ レ ス機に セ ッ 卜 し て室温 (約 20で) か ら 145で ま で 10分間で昇温 し ホ ッ ト プ レ ス機の締付圧は各実施例 に お い て金型面積 1 cif ぁ た り 約 1501^ であ っ た。
つ ぎに金型を 145eCで 10分間保持 し たの ち 、 ホ ッ ト プ レ ス機冷却板に温水を通 し て金型温度を発泡に適性な温 度 (30〜 35°C ) ま で約 15分間で降温 し た。
そ の の ち ホ ッ ト プ レ ス機の締付圧を解放 し た と こ ろ 、 金型内容物は約 1 秒間で発泡を完了 し た。
え ら れた発泡体はいずれ も外観美麗で あ り 、 切断面の 気泡の均一性 も 良好であ つ た。
発泡体を熱風循環式オー ブ ン に入れ、 55で で約半 日 、 さ ら に 81TCで約 1 曰 放置 し て有機溶剤を揮散除去 し た。
つ いで、 発泡体の見掛密度、 発泡倍率お よ び灰化の程 度を実施例 1 〜 5 と 同様の方法 に し たが っ て測定 し た。 そ の結果を第 3 表に示す。
比較例 3 〜 5
第 1 表に示す原料を第 3 表に示す割合で総量が 5000 g に な る よ う に計量 し た。 つ ぎに ホ ッ ト プ レ ス機での加圧 時の温度が第 3 表に示す よ う に調整 し た ほか は実施例 7 〜 12と 同様に し て発泡体をえ、 発泡体の物性を測定 し た そ の結果を第 3 表に示す。 · ·
[以下余白 ]
I a 成 Mm 口
物 の ¾a 成 (重量部)
実施例 無 機 物 質 有 機 溶 剤
発泡 発泡 tcs リサイ 番 号 P VC
岩 綿 タルク J^ H¾/ ノレ 額 ¾A卜/レク K卜ノレク
m1 m ク レ品 m ンゥム 温度 ( C) (Ν·ιη)
7 PSH-660 (20) (240) (60) シク z Πへ、キサ J ノ / i、^0^0ノs 80 10.8 ηη I TD lb
(100) 卜ルェン(417) o;
8 T -2500HS (30) (240) (60) シクロへキサノン ({{^) 80 10.8 HDT pn
し r ID
(100) Κル工ン(417) ヽ
9 TK-2500HS ( 、3υ1) (100) (540) シク口へキサノ ί〗Π5 80 10.8 pn
Url し ID
(100) トルエン(525) ώ0ノ V^Oノ \0
10 T -2500IIS (31) (100) (540) Τセ卜ン(105) 78 9.7 Url し lb
(100) トルエン(525) 、ώ0ノ ^ttノ D
11 TK-2500HS ( 、21) (168) (42) シク口へキサノン 80 10.8 しn Γ Kし— A T IDD
(70) トルエン(417) (20) (20) (129) (、6w)/
12 TK-2500HS (24) (192) (48) シクロへキサノン (83〉 80 10.8 DPT CP C-B TB
(80) トルエン(417) (20) (20) (83) (6) 比較例 PSH-660 (240) (60) トルエン(500) 104 3.8 DPT CP TB
3 (100) (20) (20) (6)
4 PSH-660 (240) (60) トルエン(500) 104 3.8 DPT CP TB
(100) (20) (20) (6)
5 PSH-660 (240) (60) トルエン(417) 80 10.8 DPT CP TB
(100) シクロへキサノン (83) (20) (20) (B)
混温 ί
度練/.
ホットプ 発 泡 体 の 物 性
レス温度 見掛密度 発泡倍率 発泡体の
(°C) ( ff /cm3) (倍) 断面 灰化の程度
100 145 0.081 77 均—雌 〇 100 145 0.093 72 〇 100 145 0.125 93 〇 80 145 0,225 52 〇 100 145 0.085 79 気気均均均気均気均気 〇 微微微微微
100 145 0.080 83 〇
100 145 発泡しな
い
100 175 発泡しな
い
100 175 着色大
以上の結果よ り 、 本発明 の製造法 に よ れば、 安価な発 泡剤 DPT を使用 し た ばあ いで も 高発泡倍率で切断面の気 泡の均一性が良好で あ る と と も に ¾生利用 し う る と い う す ぐれた特性を有す る PVC 発泡体を う る こ と がで き る こ と がわか る 。
実施例 13〜 ; L 8
第 1 表に示 し た PVC (PSH- 660 ) 、 溶剤、 発泡剤 (AIBN) 安定剤 (SL)お よ び無機粒状物 と し て タ ル ク の ほ か に 、 ガ ラ ス繊維 と し て GF-A (直径 10 、 繊維長 150 ) ま た は GF-B (直径 10 、 繊維長 3 mm) 、 無機粒状物 と し て炭酸 カ ノレ シ ゥ ム (平均粒径 14 ) ま た は水酸化ァ ノレ ミ ニ ゥ ム (平均粒径 25 ) を用 い、 第 4 表 に示す割合で総量が 5000 g に な る よ う に計量 し た。
発泡剤以外の原料すベて を有効容量 3 i? の双腕ニ ー ダ — に投入 し 、 ニ ー ダ一の ジ ャ ケ ッ 卜 に熱水を通 し て、 原 料の混練温度が第 4 表に示 し た温度 と な る よ う に調整 し て 30分間混練 し て組成物を え た。
つ ぎにニー ダー ジ ャ ケ ッ ト に温水を通 し 、 ニ ー ダー 内 の組成物の温度を約 60eC に ま で下げてか ら 発泡剤を投入 し 、 ひ き つづ き 10分間混練 し て発泡性組成物を え た。
混練後の発泡性組成物を キ ヤ ビテ ィ 寸法 16 Oram X : 160 mm X 22inmの ア ル ミ ニ ウ ム合金製金型に充填 し 、 金型を ァ ノレ ミ ニ ゥ ム板で蓋を し 、 油圧駆動型加熱プ レ ス.機に セ ッ 卜 し て、 室温 (約 2 (TC ) か ら 15 (TC ま で 10分間で-昇温 し プ レ ス機の締付圧 は各実施例 に お い て金型面積 1 c あ た り 約 150kgで あ っ た。
つ ぎに金型を 150。Cで 10分間保持 し た の ち 、 プ レ ス機
冷却板に温水を通 し て、 金型温度を発泡に適性な温度、 すな わ ち発泡温度に ま で約 1 0分間で降温 し、 その ま ま の 発泡温度で約 1 5分間保持 し た。
そ の の ち プ レ ス機の締付圧を解放 し た と こ ろ 、 金型内 容物は約 1 秒間で発泡を完了 し た。
え ら れた発泡体は いずれ も外観美麗であ り 、 切断面の 気泡の均一性 も良好であ っ た。
発泡体を熱風循環式オー ブ ン に入れ、 5 5で で約半 日 、 さ ら に 8 (TCで約 1 日 放置 し て溶剤を揮散除去 し た。
つ いで、 発泡体の見掛密度、 発泡倍率、 独立気泡率、 加熱体積保持率お よ び灰化の程度を実施例 1 〜 5 と 同様 に し て測定 し た。 ま た、 J I S A 1 3 2 1に準 じ て表面試験を 行な っ た。 そ の結果を第 4 表に示す。
比較例 6
ガラ ス繊維を用 い なか っ た以外 は、 実施例 1 6と 同様に し て発泡体をえ、 発泡体の各種特性を調べた。 そ の結果 を第 4 表に併せて示す。
え られた発泡体は、 2 0 0 t:、 1 時間の加熱でやや収縮 し、 加熱体積保持率が 9 3 %であ っ た。 ま た、 袭面試験に おいて、 加熱面が崩壊落下 し た。
比較例 7
溶剤 と し て シ ク 口 へキサ ノ ン を用 いず ト ルエ ン単独使 用 と し た以外は、 実施例 1 6·と 同様に し て発泡体をえ、 発 泡体の各種物性を調べた。 そ の結果を第 4 表に併せて示 す。
こ の発泡体は独立気泡率が 7 % と 小 さ く 、 溶剤揮散除 去中 に ひ ど く 収縮 し 、 かつ鞍型に変形 し た。 ま たえ ら れ た発泡体の発泡倍率は 14倍であ り 、 実施例 1 6でえ ら れた
も の の 1/4.4 で あ っ た。
[以下余白 ]
以上の結果よ り 、 表面試験に お い て実施例 13でえ ら れ た発泡体の温度時間面積は 0 で · 分、 ま た実施例 13〜 18 でえ ら れた も の の発煙係数 (eA)は それぞれ 6 以下、 加熱 体積保持率 (%) はそれぞれ 100%であ り 、 亀裂な どの発
5 生 も なか つ た ので、 え ら れた発泡体は燃焼時の発熱量、 発煙量、 発泡体の変形量が小 さ い こ と が認め ら れた。
以上説明 し た よ う に、 本発明の発泡性組成物か ら な る 発泡体は、 人体に対す る 安全衛生性の大 き い ガラ ス繊維 な どの無機物質を含有 し、 高温下で使用 し た と き の寸法 0 安定性、 すな わ ち耐熱性にす ぐれ、 燃焼時の発熱量、 発 煙量、 有害ガス発生量お よ び変形量な どが小 さ い硬質発 泡体であ り 、 本発明の製造法に よ ればかか る 発泡体を う る た めの発泡性組成物を工業的 に有利 にかつ容易に製造 す る こ と がで き る こ と がわ力、 る 。
5 実施例 i 9 -〜 29
. 第 5 表に示す原料を第 6 表に示す割合で総量が 5000 g に な る よ う に計量 し た。
発泡剤以外の原料すベてを有効容量 3 £ の双腕二一ダ 一に投入 し 、 ニー ダ一の ジ ャ ケ ッ ト に熱水を通 し て 85〜 £0 10 (TC に保持 し て原料を 30〜 50分間混練 し て本発明の発 泡性組成物を え た。
混鍊後の発泡性組成物をキ ヤ ビテ ィ 寸法 160mnix 160 I X 22inraの ア ル ミ ニ ウ ム合-金製金型に充填 し 、 金型を ァ ル ミ ニゥ ム板で蓋を し、 油圧駆動型ホ ッ ト プ レ ス機にセ £5 ッ ト し て室温 (約 2 (TC ) か ら 145で ま で 10分間で昇温 し た。 ホ ッ ト プ レ ス機の締付圧 は各実施例 に お い て金型面 積 1 c あ た り 約 15 Okgであ っ た。
つ ぎに金型を 145でで 10分間保持 し た の ち 、 ホ ッ ト プ
レ ス機冷却板に温水を通 し て金型温度を発泡 に適性な温 度 ( 3!)〜 35で ) ま で約 15分間で降温 し た。
そ の の ち ホ ッ ト プ レ ス機の締付圧を解放 し た と こ ろ 、 金型内容物 は約 1 秒間で発泡を完了 し た。
え ら れた発泡体 は いずれ も 外観美麗であ り 、 切断面の 気泡の均一性 も 良好であ っ た。
発泡体を熱風循環式オ ー ブ ン に入れ、 55で で約半 日 、 さ ら に 80で で約 1 日 放置 し て有機溶剤を揮散除去 し た。
つ ぎに え ら れた硬質発泡体の物性 と し て、 見掛密度、 発泡倍率お よ び灰化の程度を実施例. :! 〜 5 と 同様 に し て ま た燃焼発熱量の指標 と し て の温度時間面積を下記の方 法 に し た力 つ て測定 し た。 そ の結果を第 6 表に示す。 (温度時間面積)
J IS A 1321 「建築物の 内装材料及 び工法 の難燃性試験 方法」 に よ り 測定 し た。
比較例 8 お よ び 9
第 5 表に示す原料を第 6 表 に示す割合で総量が 500 Og に な る よ う に計量 し 、 実施例 19〜 29と 同様 に し て発泡体 をえ、 かか る 発泡体の物性を測定 し た。 そ の結果を第 6 表に示す。
[以下余白 ]
5
原 , 料 口 内 容 ρ V c 懸濁重合塩化ビニル樹脂 平 ίέΐ重合度 ; 2450
発泡剤 D P T Ν,Ν'- ジニ トロソペン夕 メチレンテ トラ ミ ン
C Z 塩基性炭酸亜鉛
p z II ン酸亜鉛
亜 含有化合物 B Z ホゥ 亜 S
s z ステア リ ン酸亜船
0 Z 才クチル酸亜鉛
Z マレイ ン酸 塩
水酸化アルミニウム
シク ロへキサノ ン
溶 剤
トルエン
岩綿 直径 5 «η、 平均繊維長 3 mm 無機充填剤 タルク 平均粒径 5.5
炭酸カルシゥム 粒径 70メ ッ シュパス ホウ酸
発泡助剤
C P 尿素系組成物
安 定 剤 T B 三塩基性硫酸'鉛
以上説明 し た よ う に、 本発明 の発泡性組成物 は、 燃焼 時の発熱量を低減 し た、 火災に対す る 安全性にす ぐ れた 安価な発泡体を提供す る も ので あ る 。 ま た、 そ の硬質発 泡体 は、 燃焼発熱量が低い こ と お よ び発泡体 と し て の断 熱性能を も 有す る こ と か ら 、 た と え ば建築用断熱材な ど と して好適 に使用 し う る も のであ る こ と がわ か る 。
実施例 3!)〜 33な ら びに比較例 10
第 1 表に示す PVC 、 岩面、 タ ル ク 、 発泡剤、 安定剤、 溶剤以外 に 、 水酸化ア ル ミ ニ ウ ム (平均粒径 1 ) 、 炭 酸カ ル シ ウ ム (平均粒径 2 ) 、 ホウ 酸亜鉛 (平均粒径 6 m ) を用 い、 第 7 表に示す割合で総量が 33kgに な る よ フ に ai"里 し た o
発泡剤以外の原料すベてを有効容量 20J? の双腕二 一 ダ 一 に投入 し 、 ニ ー ダ一の ジ ャ ケ ッ 卜 に熱水を通 し て、 原 料の混練温度が 85〜 105。C と な る よ う に調整 し て 25分間 混練 し て組成物を え た。
つ ぎに二一 ダ一 ジ ャ ケ ッ 卜 に温水を通 し 、 ニー ダ一 内 の組成物の温度を約 7(TC に ま で下げてか ら 発泡剤を投入 し 、 ひ き つづ き 10分間混練 し て発泡性組成物を一え た。
混練後の発泡性組成物をキ ヤ ピテ ィ 寸法 710moix 640 mm X 23mmの ア ル ミ ニ ウ ム合金製金型に充填 し 、 金型を ァ ル ミ ニ ゥ 厶板で蓋を し 、 油圧駆動型加熱プ レ ス機に セ ッ 卜 し て、 室温 (約 1 (TC ) か ら 175で ま で 20分間で昇温 し プ レ ス機の締付圧 は各実施例 に お い て金型面積 1 eif あ た り 約 200 kgで あ っ た。
つ ぎに金型を 175 Cで 15分間保持 し た の ち 、 プ レ ス 機 冷却板 に温水を通 し て、 金型温度を 30〜 35で ま で約 10分
間で降温 し 、 そ の ま ま の温度で約 30分間保持 し た。
そ の の ち プ レ ス機の締付圧を解放 し たと こ ろ 、 金型内 容物は約 1 秒間で発泡を完了 し た。
え ら れた発泡体は、 実施例 30お よ び実施例 31の いずれ に お い て も 金型キ ヤ ビテ ィ 形状と良好な相似形状を有 し 外観美麗であ つ た の に対 し、 比較例 10で は外観美麗で は あ る が発泡体端部の厚ざがやや薄 く な つ てい た。 発泡体 を養生庫 に入れて 5 (TCで約半 日 、 さ ら に 75 eCで約 1 日 放 置 し て溶剤を揮散除去 し た の ち 、 lOOOmmx 900mm x 30mm の寸法に仕上加工 し た。 こ れ ら の発泡体を用 いて建設省 告示第 1231号に よ る模型箱試験、 J IS A 1321に よ る 表面 試験お よ びガス有害性試験、 ASTM C 518に よ る 熱伝導率 の測定な らびに灰化の程度の測定を行な っ た。 そ の結果 を第 7 表に示す。
なお、 第 7 表中の発泡倍率お よ び灰化の程度は実施例 1 〜 5 と 同様に し て算出 し た。
[以下余白 ]
7 ΗΕΙ^ U :¾^tEl/ «fL竽乂 U
PSH- 660 100 100 100 100 100 原 岩 綿 31 31 31 31 0 ホウ 0 0 2'70 0 0 料 7k酸化アルミニウム 270 220 0 0 270 タ ノレ フ 100 100 100 . 100 ' 100 組 炭酸カルシウム 07(1 97Π
A I BN 42.5 42.5 0 42.5 42.5 成 DPT π n υ Q
60 n u n u SL £ Ω G
D D n 0 0 TB 0 0 6 0 0 部 トルエン 525 525 525 525 525 シクロへキサノン 105 105 105 105 105 溶剤の最大トルク温度 80 80 80 80 80
(。c)
溶剤の最大トルク(Ni) 1 υ .0 上 υ » 0 in R 1 in1 , R 0 丄 1 n U · R 0 発 見掛密度 0.127 0.113 0.172 0.121 0.107 泡 (gZcin3 )
体 発泡倍率 (倍) 90 101 66 95 103 の J— Jt ——
~trノレ fs noi 1〜2 1〜2 1〜2 1〜2 1〜2 物 熱伝導率 U. U40 n DA
性 (Keal/mh。C)
模 最大発 度 (KJ/s) 107 117 145
型 合計発熱量 (KJ) 39,800 48,700 62.200
箱 最高室内 ¾S CO 467 557 662
試 破壊落下 な し な し な し
験 判 定 合 格 合 格 不合格
発煙係数 (CA) 丄, L 丄, 04 . π u Q 0 n u 温度時間面積 η Q
ο AO
¾丄
(。C ·分)
面 発生 な し な し な し な し 3oioi幅貫通 試 亀裂発生 験 ¾ ^前寸法 (mm) 220X220 220 220 220X221 220X220 220X219 試験後寸法 (mm) 220 220 220X219 217X217 216X216 218X218 判 定 合 格 合 格 合 格 合 格 不合格 ガ
ス マウス行動
有 停 止 時 間 15以上
(分)
性
試 判 定 合 格
験
灰化の程度 〇 〇 O 〇 〇
実施例 34'
タ ルク を用 いず、 第 8 表に示す割合で原料を計量 し た 以外 は、 実施例 30〜 33と 同様に し て発泡体を え た。
こ の発泡体は、 準不燃規格に合格す る も の であ る が、 - タ ルク を用 い な い た めセ ノレ径は 3 〜 5 mmと大き い も ので め っ た o
[以下余白 ]
P S H- 6 6 0 1 0 0
岩 綿 3 1 タ ノレ ク 0 水酸化アルミニゥム 3 2 0 原料配合 (部) 炭酸カルシウム 3 2 0
A I B N 4 2. 5
S L 6 トルェン 5 2 5 シク口へキサノ ン 1 0 5 溶剤の最大トルク温度 (。c) δ 0 溶剤の最大トルク (N♦ m) 1 0. 8 見掛密度 (gZcm3 ) 0. 1 1 1 発泡体の物性 発泡倍率 (倍) 1 0 3
セ ノレ (mm) 3 〜 5
以上の結果よ り 、 本発明の発泡体は、 人体に対す る 安 全衛生面にす ぐれた岩綿を含有 し 、 燃焼時の発熱量、 発 煙量お よ-び発泡体変形量が小 さ く 、 さ ら に燃焼後の残存 体の強度が大 き く て崩壌 し に く く 、 火災に対す る 安全性 -5 が大 き く かつ断熱性能にす ぐれた発泡体で あ り 、 実施例
30、 31、 32お よ び 34でえ ら れた発泡体は導型箱試験、 表 面試験、 ガス有害性試験の いずれの試験に も 合格す る も の で あ り 、 た と えば準不燃建築用断熱材 と し て好適 に使 用 し う る も のであ る こ と がわ力、 る 。
10 実施例 35〜 52お よ び比較例 11〜 : L4
PVC と し て PSH-660 を 100部、 岩綿 30部、 夕 ノレ ク 100 部、 炭酸カ ノレ シ ゥ ム 27Q部、 水酸化ア ル ミ ニ ウ ム 270部 . 二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛 6 部お よ び溶剤 と し て第 9 表に 示す組成の溶剤 630部を混合 し、 5000g と な る よ う に計
•15 量 し た。
発泡剤以外の原料すベてを有効容量 3 £ の双腕ニ ー ダ 一 に投入 し、 ニ ーダ一の ジ ャ ケ ヅ 卜 に熱水を通 し て、 原 料の混練温度が 80〜 110 で と な る よ う に調整 し て 30分間 混練 し て組成物をえ た。
20 つ ぎに二一ダ一 ジ ャ ケ ッ ト に温水を通 し 、 エー ダー内 の組成物の温度を約 6 (TC に ま で下げてか ら 発泡剤 ( A I BN) を投入 し、 ひ き つづ き 10分間混練 し て発泡性組成物をえ 混練後の発泡性組成物をキ ヤ ビテ ィ 寸法 16QfflniX 160 25 mill X 22mmの ア ル ミ ニ ウ ム合金製金型に充填 し、 金型をァ ル ミ ニ ゥ ム板で蓋を し、 油圧駆動型加熱プ レ ス機にセ ッ ト し て、 室温 (約 2 (TC ) か ら 165 で ま で 10分間で昇温 し
5i プ レ ス機の締付圧 は各実施例 に お い て金型面積 1 crf あ た り 約 150kgで あ っ た。
つ ぎに金型を 165。C で 10分間保持 し た の ち 、 プ レ ス 機 冷却板 に温水を通 し て、 金型温度を 3 {!〜 35 °C に ま で約 10 分間で降温 し 、 そ の ま ま の発泡温度で約 15分間 持 し た そ の の ち プ レ ス機の締付圧を解放 し た と こ ろ 、 金型内 容物は約 1 秒間で発泡を完了 し た。
え ら れた発泡体は いずれ も 外観美麗で あ り 、 切断面の 気泡の均一性 も良好であ っ た。
発泡体を熱風循環式オ ー ブ ン に入れ、 55で で約半 日 、 さ ら に 8 (TCで約 1 日 放置 し て溶剤を揮散除去 し た 。
つ ぎに え ら れた発泡体の物性 と し て、 見掛密度、 発泡 ' 倍率お よ び灰化の程度を実施例 1 〜 5 と 同様 に し て測定 し 、 ま た発泡後収縮率お よ び灰化の程度を下記の方法 に し たが っ て評価 し た。 そ の結果を第 9 表 に示す。
(発泡後収縮率)
発泡直後の発泡体の体積 (VA)お よ び溶剤を揮散除去 し た あ と の発泡体の体積 (VB)を、 ノ ギス ま た は巻尺で発泡 体の寸法を測定 し て求め た。
[発泡径収縮率 ] - ( 1 - VB/VA) X 100(¾)と し て算出 し た o
な お、 第 9 表お よ び第 10表に お い て、 T0L は ト ル エ ン , CHは シ ク ロ へ キ サ ノ ン 、 ACE は ア セ ト ン 、 DIBKは ジ イ ソ プ チ ノレ ケ ト ン 、 MEK は メ チ ル ェ チ ノレ ケ ト ン 、 CPは シ ク ロ ペ ン タ ノ ン 、 MI BKは メ チ ノレ イ ソ プ チ ノレ ケ ト ン 、 M0は メ シ チ ル ォ キ サ イ ド 、 DMF は ジ メ チ ル ホ ノレ ム ア ミ ド 、 MCは メ チ ル セ 口 ソ ル ブ 、 BAは酢酸 n-プ チ ノレ 、 THF は テ ト ラ ヒ ド 口 フ ラ ン 、 BCは プ チ ノレ セ ロ ソ ノレ ブ、 XYは キ シ レ ン を意味
する。
[以下余白 ]
溶 剤 発 泡 体 の 物 性
実施例番号 組 成 過大トルク 最大トルク 発鎌収縮率 見挂 f密度 発泡倍率 灰化の程度
(重里比) 温度 ( C) (M · Β1 ) (%) cm3 ) (倍) n r
3 o TOL/CH-5/1 8 0 10.8 1 7 0.100 1 1 5 〇
3 6 TOL/CH-14/1 9 8 6.8 3 5 0.160 7 1 〇
3 7 o TOL/ACE 5/1 7 8 9.7 2 9 0.126 9 1 〇 8 T0L/D1BK-5/1 1 0 1 4.1 3 1 0 191 6 0 〇 ό 9 TOL/MEK-5/1 8 7 5.1 3 4 0.158 7 3 〇
4 U TOL/CP-5/1 8 0 6.8 2 8 0.124 9 2 〇
4 1 TOL/MIBK-5/1 7 6 5.3 3 1 0 185 β 2
4 I T0L/M0-5/1 8 8 5.8 2 7 0.139 8 2 〇
4 3 TOL/DMF-9/1 7 6 6.1 1 3 0.108 1 0 6 〇
4 4 TOL/CH-9/1 8 7 5.7 2 7 0.177 7 9 〇
4 o TOL/CH-3/1 7 0 9.3 7 0.111 1 0 3 〇
4 o TOL/ACE - 9/1 8 5 5.4 3 6 0J32 8 7 ο
4 7 TOL/ACE-3/1 4 9 6.9 3 5 0.174 6 6 〇
4 8 BA/CH-5/1 8 2 9.4 1 9 0.124 9 3 〇
4 9 MC/CH-5/1 1 1 4 6.9 3 5 0.184 6 2 〇
5 0 TOL/THF-9/1 9 3 4.0 3 6 0.190 6 0 〇
5 1 CH/BC-l/i 1 1 4 9.5 1 1 0.143 9 8 〇
5 2 CH/BC-1/2 1 3 0 9.0 2 5 0.199 5 8 〇 比較例 1 1 TOLのみ 1 0 4 3.8 5 3 0.336 3 4 〇
〃 1 2 CHのみ 4 4 39.0
〃 1 3 CH/MC-1/1 6 3 29.5
〃 1 4 XYのみ 1 2 4 3.4 4 5 0.336 3 4 〇
(注) 比較例 1 2および 1 3でえられたものはセル膜 ¾Sがなく破泡した c
比較例 15〜 23
実施例 35〜 52にお い て、 PVC の か わ り に CP VC (平均重 合度 2500、 塩素含有率 67% ) を用 い、 二塩基性ス テ ア リ ン酸鉛の か わ り に ビス ( ジ ノ ルマ ノレプチル鍚 モ ノ ラ ウ レ 5 — ト ) マ レ エ ー ト を用 い た ほか は実施例 35〜 52と 同様に し て発泡体をえ た。
え られた発泡体の物性 と し て見掛密度、 発泡倍率、 発 涟後収縮率お よ び灰化の程度を実施例 35〜 52と 同様に し て測定 し た。 その結果を第 10表に示す。
nr. な お、 溶剤の最大 ト ル ク— 温度お よ び最大 ト ル ク は、 平 均重合度が 2400であ る PVC のかわ り に平均重合度が 2500 塩素含有率が 67%の CPVCを用い た と き の値で あ る 。
上記の結果、 PVC の発泡 に適 し た特定溶剤で は良好な 発泡体がえがた ぐ 、 ま た.発泡倍率が低い傾向がみ ら れ る
15 さ ら に灰化現象 も発生 し 、 準不燃お よ び不燃材 と し て は こ の ま ま で は使用 し え な い こ と がわ力、 つ た。
[以下余白 ]
1 0 溶 剤 発 泡 体 の 物性
比較例番号
組 成 最大トルク 最大トルク 発泡後収縮率 見掛密度 発泡倍率 灰化の程度 (重量比) 温度 (°C) (M · οι ) (%) ( gr z cm3 ) (倍)
1 5 T0Lのみ 7 1 12.7 (破泡がひどい)
1 6 T0L/CH-5/1 5 8 13.3 (発泡体がえられず)
1 7 T0L/ACE-5/1 5 6 15.8 4 7 0.411 3 2 X
1 8 T0L/DIBK-5/1 5 0 15.7 4 0 0.892 3 3 X
1 9 T0L/MEK-5/1 5 9 15.2 3 8 0.195 6 7 X
2 0 T0L/CP-5/1 6 0 16.0 3 7 0.419 3 1 X
2 1 T0L/M1BK-5/1 6 5 13.9 4 2 0.199 6 6 X
2 2 T0L/M0-5/1 6 5 13.2 3 1 0.215 6 1 X
(セル
2 3 CHのみ 6 1 14.8 膜
がなく破泡)
以上の結果 よ り 、 本発明 の硬質発泡体は、 発泡後の収 縮率が小 さ く 、 かつ準不燃性発泡体に要求 さ れ る 発泡倍 率 5 0倍以上を有 し、 しか も 燃焼時に灰化の発生がな い こ と 力 わ力、 る 。
実施例 5 3〜 5 5
実施例 1 〜 5 に お いて、 第 1 1表に示す原料を用 い た-ほ か は実施例 1 〜 5 と 同様に し て発泡体をえ た。
え られた発泡体の物性 と し て見掛密度、 発泡倍率お よ び灰化の程度を実施例 1 〜 5 と 同様に し て測定 し、 さ ら に J I S 1 3 2 1に よ る 基材試験を行な い、 炉内最高温度を 測定 し た。 そ の結果を第 1 1表に併記す る 。
な お、 こ こ で炉内最高温度が 8 0 0 で以下であ る こ と は 不燃性発泡体と し て使用 し う る こ と を意味す る 。
[以下余白 ]
11
発泡 体 の 物性
) 雌 発泡 見掛密度 発泡 炉内最 灰化の程度 y 温度 (g/c^) き率 ϋ icyί溫,iuL度
91 32 115 805 〇
) 88 31 0.176 95 796 〇
) 88 30 0.i90 96 795 〇
以上の結果よ り 、 実施例 54お よ び 5 5でえ ら れた硬質発 泡体は、 不燃特性を も 有す る も ので あ り 、 不燃性建材な ど と し て好適 に使用 し う る こ と がわ る 。 産業上の利用可能性
本発明 の発泡性組成物か ら な る 硬質発泡体 は、 石綿を 必要 と し な い ので人体に対す る 安全衛生面にす ぐれ、 燃 焼時の発熱量、 発煙量、 有毒ガス発生量や変形量な どが 小 さ く 、 ま た高温下で使用 し た と き の寸法安定性す な わ ち 耐熱性 にす ぐ れ、 し か も 強制燃焼 さ せて も 崩壊を生ぜ し め る 有害な灰化の発生がな く 、 安価な も ので あ る ので 建築用断熱材 な ど と し て好適 に使用す る こ と がで き る 。