JPH10195224A - 無機有機複合発泡体及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高発泡倍率としても靭性と強度を有する有機
無機複合体を得る。 【解決手段】 リン酸類、リン酸類の発泡剤、尿素もし
くはメラミン−ホルマリン初期縮合物、水及び必要によ
り無機充填材からなる成分を混合して水性混合物とする
ことにより、発泡硬化して得られる無機有機複合発泡体
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およびその製造法に関す
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架橋反応性
を有する尿素およびメラミン／ホルマリン初期縮合物の
硬化物を用いた発泡体を得た。又、本発明者らの検討の
結果、この尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合
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、この発泡倍率は軟質から硬質のものま
で幅広く調整でき、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＞から成る。 ＜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、尿素もしくはメラミン−ホル
マリン初期縮合物の硬化物（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マグネシ
ュウムの炭酸塩（ｂ’）と、必要によりカルシウムもし
くはマグネシ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、尿素もしくはメラミン−ホル
マリン初期縮合物の硬化物（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）、尿
素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）、
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硬化させる無機有機複合発泡体の製
造法。 ＜５＞ 硫酸（ａ’）と、カルシウムもしくはマグネシ
ウムの炭酸塩（ｂ’）および必要によりカルシウムもし
くはマグネシウムの酸化および水酸化物（ｂ”）と、尿
素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）
と、水と、必要により無機充填材（ｄ）とからなる成分
を混合することにより発泡硬化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、リン酸類の発泡剤（ｂ）とが
反応して発泡した無機質の発泡体構造であり、発泡体＜
２＞は硫酸（ａ’）と、カルシウムもしくはマグネシウ
ムの炭酸塩（ｂ’）と、必要によりカルシウムもしくは
マグネシ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、発泡体＜１＞、＜２＞は何れも尿
素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物の硬化物
（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。該硬化物（ｃ）は、尿素もしくはメラミ
ン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）の硬化物である。該
初期縮合物（ｃ’）は通常、常温から１４０℃で架橋反
応するため、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、リン酸類
（ａ）、リン酸類の発泡剤（ｂ）、尿素もしくはメラミ
ン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）、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、発泡硬化し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
の発泡硬化反応及び（ｃ’）の硬化架橋反応が進行し
て、本発明の発泡体＜１＞が得られる。また、本発明の
発泡体＜２＞は、硫酸（ａ’）と、カルシウムもしくは
マグネシウムの炭酸塩（ｂ’）および必要によりカルシ
ウムもしくはマグネシウムの酸化および水酸化物
（ｂ”）と、尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮
合物（ｃ’）と、水と、必要により無機充填材（ｄ）と
からなる成分を混合して水性混合物とすることにより、
発泡硬化し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
応及び（ｃ’）の硬化架橋反応が進行して、本発明の発
泡体＜２＞が得られる。

【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
ン酸多価金属塩が挙げられる。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ｐＨ
４以下で、好ましくはｐＨ３以下、特に好ましくはｐＨ
２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＜１＞を構成する全成分中通常３〜５０重量％であ
り、又、発泡体＜１＞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、該尿素もしくはメラミ
ン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）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、
発泡体＜２＞における硫酸（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】本発明の発泡体＜１＞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。

【００１１】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、
Ｎ，Ｎ’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、半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。

【００１２】発泡体＜２＞におけるカルシウムもしくは
マグネシウムの炭酸塩（ｂ’）としては炭酸カルシウム
および炭酸マグネシウムが挙げられ、必要により用いる
カルシウムもしくはマグネシ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、酸化マ
グネシウムおよび水酸化マグネシウムが挙げられる。発
泡体＜２＞における（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。

【００１３】発泡体＜１＞、＜２＞の該硬化物（ｃ）を
形成するため使用できる尿素もしくはメラミン−ホルマ
リン初期縮合物（ｃ’）は、例えば、尿素もしくはメラ
ミンと、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドな
どのアルデヒド類とを原料とし、か性ソーダ、水酸化
バリウム等のアルカリ触媒下で、（反応中は中性あるい
はアルカリ性を該触媒の逐次添加により維持しながら）
反応（予備縮合）して得られるものである。上記製法に
おいて、ととのモル比率は通常１：１〜１：５の範
囲である。また、（ｃ’）としては、固形分が７５重量
％以上の未反応尿素もしくはメラミン分を出来るだけ少
なくしたものがよく、縮合度が２〜６であり、室温で低
〜高粘度の液状の範囲であればよい。また、（ｃ’）と
して、保存安定化の目的で低級アルコール類を加えてア
ルキルエーテル化したものを用いることもできる。尿素
もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）の使
用量は、不燃性および強度から発泡体＜１＞、＜２＞各
々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、可燃性になる。

【００１４】これらの尿素もしくはメラミン−ホルマリ
ン初期縮合物（ｃ’）の中で好ましいものは、（尿素も
しくはメラミン）：ホルマリンを、１：（１．５〜２．
５）のモル比で縮合して得られる粘度２２０〜３５００
０ＣＰＳ／２５℃、不揮発分６０〜９０％のものであ
る。

【００１５】また、発泡体＜１＞、＜２＞中の該硬化物
（ｃ）の量は、発泡体の全固形分に対し３０〜５％重量
であることが好ましい。３０％より多いと防火性能が大
きく低下し、５％未満では、発泡体がもろく補強効果が
発揮せず、実用性に適さなくなる。

【００１６】本発明の発泡体＜１＞、＜２＞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）〜（ｄ５）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

【００１７】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。

【００１８】本発明の発泡体＜１＞、＜２＞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。

【００１９】本発明＜４＞の方法によって、リン酸類
（ａ）、該発泡剤（ｂ）、該尿素もしくはメラミン−ホ
ルマリン初期縮合物（ｃ’）、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５０〜９０重量％程度となる量である。

【００２０】本発明＜４＞、＜５＞の方法において、該
初期縮合物（ｃ’）の反応硬化速度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、６０〜１２０℃である。さらに、本発
明＜４＞の方法において該初期縮合物（ｃ’）は、発泡
硬化時にリン酸類（ａ）が硬化触媒として作用するが、
更に架橋反応の速度をコントロールするため、他の触媒
を添加使用することもできる。触媒としては、塩酸、硫
酸、フェノールスルホン酸、トルエンスルフォン酸、キ
シレンスルフォン酸、ノニルやオクチルフェノールスル
フォン酸等の無機酸および有機酸である。

【００２１】他の触媒としての使用量は、通常、尿素も
しくはメラミン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）１００
部に対して０．１〜５部である。

【００２２】本発明＜４＞、＜５＞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、尿素もしくはメラ
ミン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）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。

【００２３】また、本発明の発泡体＜１＞を得るには、
（ａ）、（ｂ）および（ｃ’）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＜４＞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）、該初期縮合物
（ｃ’）、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〜９０℃で発泡硬化させる方式。 ［２］リン酸類（ａ）、該初期縮合物（ｃ’）および水
を混合した後、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〜９０℃で発泡硬
化させる方式。 ［３］リン酸類（ａ）と該初期縮合物（ｃ’）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〜９０℃で発泡硬化させる方式。 ［４］リン酸類（ａ）、該初期縮合物（ｃ’）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〜９０℃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、本発明＜５＞の方法における（ａ’）と
（ｂ’）と（ｃ）の場合も上記と同様である。

【００２４】本発明の発泡体＜１＞は、本発明の方法＜
４＞により、発泡体＜２＞は、本発明の方法＜５＞によ
り、各々常温から９０℃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、６
０〜１４０℃で加熱して、更に硬化を完全にすることも
できる。

【００２５】本発明＜４＞、＜５＞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。

【００２６】本発明の発泡体＜１＞、＜２＞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＜１＞、＜２＞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＜１＞、＜２＞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。

【００２７】

【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。製造例、実施例
及び比較例中の部は重量部である。

【００２８】製造例１ ＜該初期縮合物（ｃ’）の製造
＞ 反応容器に尿素もしくはメラミンとアルカリ性触媒（苛
性ソーダ）と水道水を仕込み、２０〜３０℃で撹拌・冷
却下にホルマリンを滴下したあと、９０℃で２．５時間
反応させた。なお、反応中にｐＨを８．５〜９．５に維
持するため苛性ソーダを逐次追加して調整した。その反
応後、パラトルエンスルフォン酸の酸でＰＨ７〜８に調
整したあと、冷却し、下記の液状の尿素もしくはメラミ
ン−ホルマリン初期縮合物ｃ’−１〜ｃ’−３を得た。 ｃ’−１；尿素：ホルマリン＝１：１．９（モル比）で
反応したもの。（固形分７４％、粘度２３５００ｃｐ
ｓ） ｃ’−２；メラミン：ホルマリン＝１：１．５（モル
比）で反応したもの。（固形分８１％、粘度１３２００
ｃｐｓ） ｃ’−３；メラミン：ホルマリン＝１：２．５（モル
比）で反応したもの。（固形分７１％、粘度１６５００
ｃｐｓ）

【００２９】製造例２ ＜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の組成に基づいて、リン
酸類（ａ）、上記初期縮合物（ｃ’−１〜ｃ’−３各
々）をホモミキサ−で均一に攪拌後、更に発泡剤
（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１２０℃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、（ａ）と（ｃ’−１）を混合し、更に
（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（ｃ’−１）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。

【００３０】

【表１】

【００３１】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’ ）該尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮
合物 ｃ−１；尿素：ホルマリン＝１：１．９（モル比）で反
応したもの。（固形分７４％、粘度２３５００ｃｐｓ） ｃ−２；メラミン：ホルマリン＝１：１．５（モル比）
で反応したもの。（固形分８１％、粘度１３２００ｃｐ
ｓ） ｃ−３；メラミン：ホルマリン＝１：２．５（モル比）
で反応したもの。（固形分７１％、粘度１６５００ｃｐ
ｓ） （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
該レゾール型フェノール樹脂（ｃ’）に均一撹拌して用
いた。

【００３２】試験例１ ［実施例１〜４、比較例１〜４
の発泡体の評価］ 製造例２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 ＪＩＳ Ｋ−７２２０（硬質発泡プラスチックの圧縮試
験方法） （２）熱伝導率 ＪＩＳ Ａ−１４１２（保温板の熱伝導率測定方法） （３）発泡体の柔軟性 ＪＩＳ Ｚ１５３６（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。

【００３３】［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。

【００３４】

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

【００３５】［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。

【００３６】

【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。

【００３７】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 (9)

【特許請求の範囲】
1. 【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、その場で形成される
   尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物の硬化物
   （ｃ）により脆性が改善されてなる無機有機複合発泡
   体。
2. 【請求項２】 （ａ）、（ｂ）および尿素もしくはメラ
   ミン−ホルマリン初期縮合物（ｃ’）とからなる水性混
   合物が発泡硬化してなる請求項１記載の発泡体。
3. 【請求項３】 硫酸（ａ’）と、カルシウムもしくはマ
   グネシウムの炭酸塩（ｂ’）と必要によりカルシウムも
   しくはマグネシウムの酸化物もしくは水酸化物（ｂ”）
   とからなる発泡体構造であり、その場で形成される尿素
   もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物の硬化物
   （ｃ）により脆性が改善されてなる無機有機複合発泡
   体。
4. 【請求項４】 （ａ’）と、（ｂ’）および必要により
   （ｂ”）と、尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮
   合物（ｃ’）とからなる水性混合物が発泡硬化してなる
   請求項３記載の発泡体。
5. 【請求項５】 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４記載の
   発泡体。
6. 【請求項６】 該発泡剤（ｂ）が、炭酸塩化合物である
   請求項１、２、５のいずれか記載の発泡体。
7. 【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。
8. 【請求項８】 リン酸類（ａ）、リン酸類の発泡剤
   （ｂ）、尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮合物
   （ｃ’）、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硬化させる無機有機複合
   発泡体の製造法。
9. 【請求項９】 硫酸（ａ’）と、カルシウムもしくはマ
   グネシウムの炭酸塩（ｂ’）および必要によりカルシウ
   ムもしくはマグネシウムの酸化物もしくは水酸化物
   （ｂ”）と、尿素もしくはメラミン−ホルマリン初期縮
   合物（ｃ’）と、水と、必要により無機充填材（ｄ）と
   からなる成分を混合することにより発泡硬化させる無機
   有機複合発泡体の製造法。