(57)【要約】煙抑制剤は、ホウ酸塩コア表面に沈降したモリブデン酸塩を含む。沈降物はコアの表面積を増大させ、モリブデン酸塩およびホウ酸塩コアの混合物と比較して改善した煙抑制を提供する。抑制剤をポリマー組成物に組み込んでその煙抑制能力を改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）約７５〜９５重量％のホウ酸塩コア材料と、
（ｂ）約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛と
を含む煙抑制剤。
【請求項２】
前記ホウ酸塩コア材料は、ホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムである請求項１に記載の煙抑制剤。
【請求項３】
（ａ）ホウ酸塩コア材料と、
（ｂ）亜鉛化合物と、
（ｃ）モリブデン酸化合物と
の反応生成物を含む煙抑制剤。
【請求項４】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムからなる請求項３に記載の煙抑制剤。
【請求項５】
前記亜鉛化合物が酸化亜鉛からなる請求項３に記載の煙抑制剤。
【請求項６】
前記モリブデン酸化合物が二モリブデン酸アンモニウム、八モリブデン酸アンモニウムまたは三酸化モリブデンからなる請求項３に記載の煙抑制剤。
【請求項７】
ホウ酸塩コアおよびモリブデン酸亜鉛を含み、前記モリブデン酸亜鉛がホウ酸塩コアに沈降する煙抑制剤。
【請求項８】
前記ホウ酸塩コアがホウ酸亜鉛からなる請求項７に記載の煙抑制剤。
【請求項９】
前記ホウ酸コアがホウ酸カルシウムからなる請求項７に記載の煙抑制剤。
【請求項１０】
（ａ）ホウ酸塩コア材料および酸化亜鉛を含む水性スラリーを水性の三酸化モリブデン混合物と反応させてスラリー生成物を生成し、
（ｂ）前記スラリー生成物を濾過し、
（ｃ）前記スラリー生成物を乾燥して乾燥塊を生成する
ことを備える煙抑制剤の製造方法。
【請求項１１】
前記乾燥塊をさらに粉砕する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムからなる請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）塩素含有ポリマーと、
（ｂ）（ｉ）約７５〜９５重量％のホウ酸塩コア材料および（ｉｉ）約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛を含む煙抑制剤と
を含む熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１４】
前記塩素含有ポリマーはポリ塩化ビニルを含む請求項１３に記載の熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１５】
アルミニウム三水和物をさらに含む請求項１３に記載の熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１６】
前記モリブデン酸亜鉛をホウ酸塩コア材料に沈降する請求項１３に記載の熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１７】
ポリマー組成物に煙抑制剤を配合することを備え、該煙抑制剤が（ｉ）約７５〜９５重量％のホウ酸塩コア材料および（ｉｉ）約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛を含むポリマー組成物の煙抑制特性の改善方法。
【請求項１８】
前記ポリマー組成物がポリ塩化ビニルを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムからなる請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１０年４月２３日付け出願の米国特許仮出願第６１／３２７，２７２号および２０１０年４月１５日付け出願の米国実用特許出願第１３／０８７，４３２号の利益を主張し、その全ての開示内容をここに参照して援用する。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲン化ポリマーは、建物、住宅および事務所のほぼすべてのタイプの構造で頻繁に使用されている。他のポリマーよりもハロゲン化ポリマーを用いる理由の１つは、ハロゲン化ポリマーが比較的燃えにくいからである。これらのポリマーは比較的燃えにくいが、これらが可塑剤を含む場合、特に燃焼時に大量の煙を生成する傾向がある。その結果、政府や自治体は、通常の塩素化ポリマーで出会うのが困難となり得るポリマー燃焼時の煙の発生に制限を設けている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、改善された煙抑制剤への必要性が存在する。この必要性および他の必要性が本発明によって対処される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（要約）
開示する煙抑制剤は、熱可塑性ポリマー組成物および他のポリマー組成物において有用である。該煙抑制剤は、約７５〜約９５重量％のホウ酸塩コア材料と、約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛とを含む。煙抑制剤はまた、ホウ酸塩コア材料、亜鉛化合物およびモリブデン酸塩化合物の反応生成物として規定することができる。さらに、煙抑制剤は、ホウ酸塩コアと、該ホウ酸塩コアに沈殿するモリブデン酸亜鉛とを含むことができる。
【０００５】
煙抑制剤は、ホウ酸塩コア材料および酸化亜鉛を含む水性スラリーを水性の三酸化モリブデンの混合物と反応させてスラリー生成物を生成し、該スラリー生成物を濾過し、該スラリー生成物を乾燥して乾燥塊を生成することにより調製することができる。
【発明の効果】
【０００６】
熱可塑性ポリマー組成物は、例えば煙抑制剤を塩素含有ポリマーと共に含むことができる。様々なポリマー組成物の煙抑制特性は、開示する煙抑制剤をポリマー組成物に配合することによって改善することができる。
【０００７】
本発明の利点を以下に説明し、本明細書の記述から明らかであるか、または本発明を実施することによって知ることができる。上述の一般的な記載および以下の詳細な説明は、限定的ではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】対照物（煙抑制剤なし）、ＫＧ９１１Ｃ（市販の煙抑制剤）、本発明のホウ酸亜鉛コア煙抑制剤ならびにホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理混合物に対する４分間のＮＢＳ煙密度から得た棒グラフである。
【図２】対照物（煙抑制剤なし）、ＫＧ９１１Ｃ（市販の煙抑制剤）、本発明のホウ酸亜鉛コア煙抑制剤ならびにホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理混合物に対する最大煙密度を示す棒グラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（詳細な説明）
本明細書で用いる単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」のような変化形は、述べられた実体要素（ｉｎｔｅｇｅｒ）もしくはステップ、または複数の実体要素もしくはステップの群を意味し、他の実体要素もしくはステップ、または他の複数の実体要素もしくはステップの群を除外することを意味するものではない。
【００１０】
文脈上明らかに他の意味を指すべき場合を除き、単冠詞「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は複数指示対象を含む。
【００１１】
「任意の（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」、または、「任意に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」、という表現は後に記述された事象又は状況が生ずることも有り得るし、生じないことも有り得ることを意味し、本明細書ではそのような事象又は状況が生じる場合（あるいは生じない場合）を適宜説明している。
【００１２】
無機モリブデン酸塩は、そのチャー形成を促進する能力のため、煙抑制用の業界標準である。ホウ酸亜鉛やホウ酸カルシウムのようなコア材料の表面に沈降したモリブデン酸亜鉛を有することにより、煙抑制能力が増加する。不確かではあるが、モリブデン酸塩をコア材料に沈降させることにより、煙抑制剤粒子の表面積が増加して、煙抑制が改善することが本発明から考えられる。
【００１３】
煙抑制剤は、モリブデン酸亜鉛をホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムのような煙抑制ホウ酸塩コアに沈降させることにより調製することができる。ホウ酸塩コア表面のモリブデン酸亜鉛が煙抑制性能を著しく増大する。本発明の抑制剤の煙抑制性能は、モリブデン酸亜鉛およびホウ酸塩コアの物理的混合物と比較してもさらに改善される。
【００１４】
モリブデン酸亜鉛の析出は、ホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムのような抑制煙として作用し得るコア材料の存在下で酸化亜鉛と、三酸化モリブデン、二モリブデン酸アンモニウムまたは八モリブデン酸アンモニウムのようなモリブデン源との反応により達成することができる。
【００１５】
例えば、コアの表面処理は、以下のステップ、ａ）コア材料および酸化亜鉛の水性スラリーを調製するステップと、ｂ）スラリーを約７５〜８０℃の間で加熱するステップと、ｃ）三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を２：３の化学量論比（２モル部の三酸化モリブデン、３モル部の酸化亜鉛）で添加してＺｎ３Ｍｏ２Ｏ９を形成するステップと、ｄ）スラリーを約２時間攪拌するステップと、ｅ）生成した製品を濾過し、乾燥し、任意に粉砕するステップとを含むことができる。
【００１６】
ホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムは好ましいコア材料である。コア材料は約１〜４５ミクロンの粒径を有することができる。
【００１７】
乾燥生成物は、洗浄グラインダーまたは他の有用な装置を用いて製粉してもよい。一般に、煙抑制剤中のモリブデン酸亜鉛含有量は煙抑制剤の全重量に対し約５〜約２５重量％とすることができ、コア材料は約７５〜約９５重量％とすることができる。
【００１８】
短く上述したように、ホウ酸塩コア煙抑制剤は、個々の成分のいずれか、または個々の成分のいずれかの混合物よりも大きな全表面積を有していると考えられる。コア材料が例えばホウ酸亜鉛である場合、煙抑制剤はホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理的混合物よりもＮＢＳ煙試験において優れて機能する。
【００１９】
煙抑制剤を熱可塑性ポリマーまたは他のポリマー組成物に混入して、これら組成物の煙抑制能力を強化することができる。これら組成物は、一般にポリマー、好ましくは塩素または他のハロゲン含有ポリマーを開示する煙抑制剤と共に含む。ポリマーの煙抑制能力は、ポリマーに煙抑制剤を配合することによって改善することができる。
【００２０】
本発明に適したポリマーの一例は、柔軟なポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のようなポリ塩化ビニルである。ポリ塩化ビニルは本質的に難燃剤であるが、可塑剤を用いてＰＶＣ柔軟性を実現すると、材料の燃焼性に増加をもたらす。したがって、ＰＶＣは煙抑制剤と共に使用する理想的な候補である。
【００２１】
ＰＶＣ組成物などのポリマー組成物は、可塑剤、難燃剤または熱安定剤を含むことができる。有用な可塑剤は、フタル酸ジオクチルの可塑剤を含む。有用な難燃剤は、三酸化アンチモンを含む。ポリマー組成物はまた、水酸化アルミニウムを含むことができる。
【００２２】
典型的な柔軟なポリ塩化ビニル配合物を、表１に列挙する。
【表１】
2013525247.tif 000003
【００２３】
一例として、ホウ酸塩コア煙抑制剤を含むＰＶＣは、約３０〜６０ｐｈｒ（樹脂１００部当たりの重量部）のアルミニウム三水和物と、約５〜１５ｐｈｒのホウ酸塩コア煙抑制剤とを、表１に記載した柔軟なＰＶＣ樹脂用の基本配合の混合物と混合することにより作製することができる。配合物の成分を、ワーリング社製の混合容器内で混合する。タイプ６のローラーブレード（３：２の速度比）を装備した７５ｍＬのブラベンダー・プラスティカーダー・ディジシステム（Brabender Plasticarder Digisystem）を用いて、柔軟なＰＶＣ試料を溶融する。溶融処理のパラメータは、１６５℃の混合温度および約５分の混合時間を含む。溶融した試料を、３４０°Ｆ（約１７１℃）でカーバー（Ｃａｒｖｅｒ）プレスを用いて１／８インチ厚（約０．３２ｃｍ）に圧縮成形する。一実験当たり４つのプラークをＮＢＳ煙チャンバー試験のために作成する。
【実施例】
【００２４】
（実施例）
以下の実施例は、当該分野の当業者に、ここに請求する化合物、組成物、物品、装置および／または方法がいかになされ、評価されるかの完全な開示および説明を提供するために出され、純粋に本発明の実施態様を意図したもので、発明者らが発明とみなす範囲を限定することを意図するものではない。数（例えば、量、温度など）に関して正確性を確保するための努力をしてきたが、いくらかの誤差や偏差は認められるべきである。特に断りのない限り、部は重量部であり、温度は℃または室温であり、圧力は大気圧であるかそれに近い圧力である。
【００２５】
（実施例１）
（ホウ酸塩コア煙抑制剤の生成）
１６７グラムのホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウム（コア材料）と、１５．６グラムの酸化亜鉛（Ｋａｄｏｘ  ９１１Ｃ−ホースヘッド社（Horsehead）製の亜鉛）とを、７６５グラムの水中でスラリー化する。スラリーを７５〜８０℃に加熱する。１９．５グラムの三酸化モリブデン（トンプソン・クリーク社（Thompson Creek）製）を、約１００グラムの熱水に添加する。次いで、三酸化モリブデンの混合物をピペットを用いてスラリーに添加する。スラリー混合物を攪拌し、約２時間反応させる。生成物を真空濾過し、約１４０℃のオーブンで約４時間乾燥する。乾燥後、洗浄グラインダーを用いて塊を破壊する。
【００２６】
以下の比較例は、本発明のホウ酸塩コア煙抑制剤化合物をＰＶＣに用いて得た結果を示す。後述するように、可塑化ＰＶＣのプラーク（４"（インチ）×４"×１／８"）を調製し、ＮＢＳ煙チャンバー試験方法により試験した。すべての試験化合物をブラベンダー・プラスティカーダーを用いて混合し、試験プラークを圧縮成形により調製した。ＰＶＣプラークの燃焼によって発生した煙を、ここに参照して援用するＡＳＴＭ  Ｅ６６２に従ってＮＢＳ煙チャンバーで求める。
【００２７】
（試験方法）
ＡＳＴＭ  Ｅ６６２のＮＢＳ煙チャンバー：プラスチック材料の燃焼によって発生した煙の放出を、ＡＳＴＭ  Ｅ６６２として米国で標準化された国立標準局（ＮＢＳ）煙チャンバー法を用いて求めることができる。この試験は、もともと航空機の構造に使用するプラスチック材料の煙発生特性を測定するために開発された。ＮＢＳ煙チャンバーは、特定の形と厚さの試料を２５ｋＷ／ｍ２の放射熱源に曝露したときに堆積する煙の密度を測る。用途次第だが、最大煙密度または設定した時間（通常４分）での煙密度のいずれかを特定することができる。試験的な火炎（燃焼状態およびくすぶり状態のそれぞれ）の用途の有り無しで試験を行うことができる。
【００２８】
（比較例：市販の煙抑制剤対ホウ酸亜鉛とモリブデン酸亜鉛の物理的混合物対ホウ酸亜鉛コア煙抑制剤）
ＰＶＣのプラークを、表１のＰＶＣ組成物に様々な量の（１）シャーウィン・ウィリアムズ社（Sherwin-Williams Company）から市販の煙抑制剤ＫＧ９１１Ｃ、（２）ホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理的混合物、（３）ホウ酸亜鉛を用いて実施例１に従う従って調製した本発明のホウ酸塩コア煙抑制剤）を添加することにより作製した。試料は５ｐｈｒ、１０ｐｈｒの、１５ｐｈｒ（ＰＶＣ樹脂１００部当たりの重量部）の合計煙抑制剤含有量レベルを有する。対照試料（煙抑制剤なし）は、５０ｐｈｒのアルミニウム三水和物（ＡＴＨ）を含む。１５ｐｈｒの煙抑制剤を有する試料は３５ｐｈｒのＡＴＨを含む：１０ｐｈｒの煙抑制剤を有する試料は４０ｐｈｒのＡＴＨを含む：５ｐｈｒの煙抑制剤を有する試料は４５ｐｈｒのＡＴＨを含む。ＮＢＳ煙の結果を図１および図２に示す。図１は、対照物（煙抑制剤なし）、ＫＧ９１１Ｃ（市販の煙抑制剤）、本発明のホウ酸亜鉛コア煙抑制剤ならびにホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理的混合物に対する４分間のＮＢＳ煙密度試験からの結果を示す。図２は、対照物（煙抑制剤なし）、ＫＧ９１１Ｃ（市販の煙抑制剤）、本発明のホウ酸亜鉛コア煙抑制剤ならびにホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理的混合物の最大煙密度を示す。
【００２９】
これらのデータは、すべての使用レベルで、本発明のホウ酸亜鉛コア煙抑制剤が、市販の試料ならびにホウ酸亜鉛およびモリブデン酸亜鉛の物理的混合物の性能を超えていることを実証している。これらの結果は、モリブデン酸亜鉛をホウ酸塩コアに沈降させると、モリブデン酸亜鉛とホウ酸亜鉛の単なる物理的混合物を越えた相乗効果をもたらすことを示している。
【００３０】
ここに説明した本化合物、複合体、キット、物品、装置、組成物および方法には、種々の修正および変形が可能である。ここに説明した本化合物、複合体、キット、物品、装置、組成物および方法の他の実施形態は、ここに開示した化合物、複合体、キット、物品、装置、組成物および方法の開示内容と実践への考察から明らかになるであろう。明細書および実施例は例示のみを目的としている。
【図１】
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【図２】
2013525247.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ホウ酸塩コア材料と、
（ｂ）モリブデン酸亜鉛と
を含み、
前記モリブデン酸亜鉛がホウ酸塩コアの表面にある煙抑制剤。
【請求項２】
前記モリブデン酸亜鉛がホウ酸塩コアに沈降する請求項１に記載の煙抑制剤。
【請求項３】
（ａ）約７５〜９５重量％のホウ酸塩コア材料と、
（ｂ）約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛と
を含む請求項１に記載の煙抑制剤。
【請求項４】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛からなる請求項１に記載の煙抑制剤。
【請求項５】
前記ホウ酸コア材料がホウ酸カルシウムからなる請求項１に記載の煙抑制剤。
【請求項６】
（ａ）ホウ酸塩コア材料と、
（ｂ）亜鉛化合物と、
（ｃ）モリブデン酸化合物と
の反応生成物を含む煙抑制剤。
【請求項７】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムからなる請求項６に記載の煙抑制剤。
【請求項８】
前記亜鉛化合物が酸化亜鉛からなる請求項６に記載の煙抑制剤。
【請求項９】
前記モリブデン酸化合物が二モリブデン酸アンモニウム、八モリブデン酸アンモニウムまたは三酸化モリブデンからなる請求項６に記載の煙抑制剤。
【請求項１０】
（ａ）ホウ酸塩コア材料および酸化亜鉛を含む水性スラリーを水性の三酸化モリブデン混合物と反応させてスラリー生成物を生成し、
（ｂ）前記スラリー生成物を濾過し、
（ｃ）前記スラリー生成物を乾燥して乾燥塊を生成する
ことを備える煙抑制剤の製造方法。
【請求項１１】
前記乾燥塊をさらに粉砕する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムからなる請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）塩素含有ポリマーと、
（ｂ）（ｉ）ホウ酸塩コア材料および（ｉｉ）モリブデン酸亜鉛を含み、前記モリブデン酸亜鉛がホウ酸塩コア材料に沈降する煙抑制剤と
を含む熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１４】
前記塩素含有ポリマーがポリ塩化ビニルを含む請求項１３に記載の熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１５】
アルミニウム三水和物をさらに含む請求項１３に記載の熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１６】
前記煙抑制剤が、
（ａ）約７５〜９５重量％のホウ酸塩コア材料と、
（ｂ）約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛と
を含む請求項１３に記載の熱可塑性ポリマー組成物。
【請求項１７】
ポリマー組成物に煙抑制剤を配合することを備え、前記煙抑制剤がホウ酸塩コア材料およびモリブデン酸亜鉛を含み、該モリブデン酸亜鉛がホウ酸塩コアに沈降するポリマー組成物の煙抑制特性の改善方法。
【請求項１８】
（ｉ）約７５〜９５重量％のホウ酸塩コア材料と、（ｉｉ）約５〜２５重量％のモリブデン酸亜鉛を含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ポリマー組成物がポリ塩化ビニルを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記ホウ酸塩コア材料がホウ酸亜鉛またはホウ酸カルシウムからなる請求項１７に記載の方法。
【国際調査報告】
2013525247.tif 000006
2013525247.tif 000007