(57)【要約】  本発明は、優れた難燃性または耐水性を有する難燃粒子およびその製造方法、そしてこれを利用した難燃スタイロフォームに関する。
2018538422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子を含有する乾燥ゲルを含み、２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルで−９１ｐｐｍ乃至−９５ｐｐｍの化学シフトを有するピークを含む、難燃粒子。
【請求項２】
前記難燃粒子は、最大直径が０．０１μｍ乃至１０００μｍである、請求項１に記載の難燃粒子。
【請求項３】
前記乾燥ゲルは、２以上の無機粒子の架橋（共）重合体を含む、請求項１に記載の難燃粒子。
【請求項４】
前記乾燥ゲルは、無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至５０重量部のチタニウムオキサイドをさらに含む、請求項１に記載の難燃粒子。
【請求項５】
前記乾燥ゲルは、シロキサン系高分子をさらに含む、請求項１に記載の難燃粒子。
【請求項６】
前記シロキサン系高分子は、２０℃で測定した粘度が０．６５ｃｐｓ乃至１００００ｃｐｓである、請求項５に記載の難燃粒子。
【請求項７】
前記シロキサン系高分子の重量平均分子量が４０００ｇ／ｍｏｌ乃至１００００ｇ／ｍｏｌである、請求項５に記載の難燃粒子。
【請求項８】
セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子、２０℃で粘度が１０００００ｃＰ未満である無機バインダーを含む難燃剤組成物を６０℃乃至２００℃の温度で熱処理する段階；および
前記熱処理段階の結果物を粉砕する段階；を含む、難燃粒子製造方法。
【請求項９】
前記難燃剤組成物は、無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至５０重量部のチタニウムオキサイドをさらに含む、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１０】
前記難燃剤組成物を熱処理する段階は、
前記難燃剤組成物を１００ｒｐｍ乃至２００ｒｐｍ速度で攪拌しながら行う、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１１】
前記難燃剤組成物は、シロキサン系高分子をさらに含む、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１２】
前記難燃剤組成物は、前記無機バインダー１００重量部を基準に前記シロキサン系高分子０．１重量部乃至１０重量部を含む、請求項１１に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１３】
前記難燃剤組成物は、前記無機バインダー１００重量部を基準に前記無機粒子１０重量部乃至１００重量部を含む、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１４】
前記無機バインダーは、液状ケイ酸ナトリウムを含む、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１５】
前記液状ケイ酸ナトリウムは、下記数式１によるモル比が２．２５以上である、請求項１４に記載の難燃粒子製造方法。
［数式１］
モル比＝｛ＳｉＯ２（重量％）／Ｎａ２Ｏ（重量％）×１．０３２｝
【請求項１６】
前記無機粒子の直径が１００ｍｅｓｈ乃至１０００ｍｅｓｈである、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１７】
前記難燃剤組成物を６０℃乃至２００℃の温度で熱処理する段階以前に、
セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子を５００℃乃至１０００℃温度で熱処理する段階をさらに含む、請求項８に記載の難燃粒子製造方法。
【請求項１８】
ポリスチレン発泡粒子；および
前記ポリスチレン発泡粒子上に形成され、請求項１に記載の難燃粒子を含む難燃層を含む、難燃スタイロフォーム。
【請求項１９】
前記ポリスチレン発泡粒子１００重量部を基準に前記難燃粒子１０重量部乃至５００重量部を含む、請求項１８に記載の難燃スタイロフォーム。
【請求項２０】
前記ポリスチレン発泡粒子と難燃層との間に形成された接着層をさらに含む、請求項１８に記載の難燃スタイロフォーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃粒子およびその製造方法、そしてこれを利用した難燃スタイロフォームに関する。より詳しくは、優れた難燃性または耐水性を有する難燃粒子およびその製造方法、そしてこれを利用した難燃スタイロフォームに関する。
【背景技術】
【０００２】
スタイロフォーム（ＥＰＳ、Ｅｘｐａｎｄａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）は、多孔性材料で、断熱効果に優れ、軽くて成型が容易であるため、断熱材として広く使用されている。特にスタイロフォームを芯材とし、その両面に鉄板を重ねて当てた、所謂サンドイッチパネルは、軽く、断熱効果に優れ、速い施工が可能な上で、安価であるため、建築材料として広く使用されている。また建物の外壁にスタイロフォーム断熱材を重ねて当てて仕上げる外断熱外壁仕上げ工法（ＥＩＦＳ、Ｅｘｔｅｒｉｏｒ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、所謂ドライヴィット（ｄｒｉｖｉｔ）工法は、施工が容易かつ簡便で工事期間を短縮することができ、安価であるため、多世帯住宅や住宅商店複合建物に多く使用されている。
【０００３】
しかし、スタイロフォームは、可燃性物質であって、熱に非常に弱くて７０℃が越えれば変形し、火災発生時に多量の有毒ガスを発生させ、構造が崩壊するという問題点を有している。特に垂直に設置されたスタイロフォームは焚きつけの役割を果たして火炎を拡散させる。
【０００４】
そこで、原料樹脂に添加されて難燃性を示すことができる難燃剤に対する研究が活発に行われている。現在、難燃剤としては、ハロゲン系が最も多く、非ハロゲン系としてはリン系と窒素系が多く使用されている。前記ハロゲン系難燃剤では、安価で 難燃効果が高い臭素化難燃剤が広く使用されており、スタイロフォームに適用される臭素化難燃剤としては、ＨＢＣＤ（ｈｅｘａｂｒｏｍｏｃｙｃｌｏｄｏｄｅｃａｎｅ）が最も多く使用されている。
【０００５】
しかし、前記臭素化難燃剤の一部は、かなり以前から発ガン性と肝毒性が知られて使用が中止されており、現在使用されている他の種類の臭素化難燃剤も子供の脳発達に良くない影響を与えるなど、有害性が明らかになって使用が中止される予定である。
【０００６】
このような臭素化難燃剤を代替するために、非ハロゲン系難燃剤として窒素系やリン系難燃剤などが開発されて適用されているが、臭素化難燃剤に比べて難燃性能が大きく落ちるか、価格が高いという限界がある。そこで、難燃性能に優れ、安全で安価な難燃剤の開発が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、優れた難燃性または耐水性を有する難燃粒子を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、前記難燃粒子を製造する方法を提供するすることにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、前記難燃粒子を利用した難燃スタイロフォームを提供するすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書では、セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子を含有する乾燥ゲルを含み、２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルで−９１ｐｐｍ乃至−９５ｐｐｍの化学シフトを有するピークを含む難燃粒子が提供される。
【００１１】
本明細書ではまた、セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子、２０℃で粘度が１０００００ｃＰ未満である無機バインダーを含む難燃剤組成物を６０℃乃至２００℃の温度で熱処理する段階；および前記熱処理段階の結果物を粉砕する段階；を含む難燃粒子製造方法が提供される。
【００１２】
本明細書ではまた、ポリスチレン発泡粒子；および前記ポリスチレン発泡粒子上に形成され、前記難燃粒子を含む難燃層を含む難燃スタイロフォームが提供される。
【００１３】
以下、発明の具体的な実施形態による難燃粒子およびその製造方法、そしてこれを利用した難燃スタイロフォームについてより詳細に説明する。
【００１４】
発明の一実施形態によれば、セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子を含有する乾燥ゲルを含み、２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルで−９１ｐｐｍ乃至−９５ｐｐｍの化学シフトを有するピークを含む難燃粒子が提供され得る。
【００１５】
本発明者らは、前述した特定の難燃粒子を用いれば、特定の無機粒子を含むことによって優れた難燃性を実現することができ、粉砕を通じて粒子化されて接触面積が増加することによって、難燃効果が極大化できるという点を実験を通じて確認して発明を完成した。
【００１６】
具体的に、前記一実施形態の難燃粒子は、セノスフェア（Ｃｅｎｏｓｐｈｅｒｅ）、フライアッシュ（Ｆｌｙ  ａｓｈ）、セラミックマイクロスフェア（Ｃｅｒａｍｉｃ  ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ）、クリーンドアッシュ（Ｃｌｅａｎｅｄ  ａｓｈ）およびアンバーンドカーボン（Ｕｎｂｕｒｎｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）からなる群より選択された１種以上の無機粒子を含有する乾燥ゲルを含んでもよい。
【００１７】
前記無機粒子は、ナトリウム、シリコン、アルミニウム、鉄、カルシウムおよびマグネシウムからなる群より選択された１種以上の金属の酸化物を含んでもよい。つまり、前記無機粒子は、ナトリウム酸化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、鉄酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物またはこれらの２種以上の混合物を含んでもよい。
【００１８】
前記難燃粒子は、後述する無機粒子および無機バインダーに由来するものであって、前記無機粒子および無機バインダーを混合し、熱処理および粉砕段階を経て得られる。
【００１９】
前記乾燥ゲルは、２以上の無機粒子の架橋（共）重合体を含んでもよい。前記（共）重合体は、重合体と共重合体を全て含む意味で使用された。前記２以上のセラミック化合物の架橋方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば、共有結合または分子間結合を通じて架橋を行ってもよい。
【００２０】
前記共有結合方式の例としては、炭素、シリコン、窒素、酸素、リンおよび硫黄からなる群より選択された１種以上の中心元素を含む多価作用基を媒介として形成される結合が挙げられる。前記多価作用基は、２つ以上の結合地点を含む作用基であって、結合地点が２個であれば２価、３個であれば３価作用基となる。
【００２１】
より具体的に、前記炭素、シリコン、窒素、酸素、リンおよび硫黄からなる群より選択された１種以上の中心元素を含む多価作用基の一つの結合地点は、いずれか一つの無機粒子に含まれているナトリウム、シリコン、アルミニウム、鉄、カルシウムおよびマグネシウムからなる群より選択された１種以上の金属と結合を形成し、他の結合地点は、他の無機粒子に含まれているナトリウム、シリコン、アルミニウム、鉄、カルシウムおよびマグネシウムからなる群より選択された１種以上の金属と結合を形成することができる。
【００２２】
前記炭素、シリコン、窒素、酸素、リンおよび硫黄からなる群より選択された１種以上を含む多価作用基のより具体的な例を挙げると、メチレン基、カーボニル基、エステル基、アミド基、エーテル基、アミノ基、アゾ基などが挙げられ、好ましくはエーテル基であってもよい。
【００２３】
前記炭素、シリコン、窒素、酸素、リンおよび硫黄からなる群より選択された１種以上を含む多価作用基は、追加的に添加される架橋剤により導入されるか、または無機粒子に含まれている作用基により導入されてもよい。
【００２４】
また、前記分子間結合の例としては、前記２以上の無機粒子間の水素結合、分散力などが挙げられる。
【００２５】
一方、前記難燃粒子は、２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルで−９１ｐｐｍ乃至−９５ｐｐｍ、または−９２ｐｐｍ乃至−９３ｐｐｍの化学シフトを有するピークを含んでもよい。このような特定の化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）ピークは、前記乾燥ゲルに含まれている無機粒子または前述した２以上の無機粒子の架橋（共）重合体により実現されると見られる。
【００２６】
前記ピーク（ｐｅａｋ）は、横軸が化学シフトであり、縦軸がインテンシティ（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）である下記図６のような２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルにおいて、化学シフトに対するインテンシティの瞬間変化率が０になる地点であって、より具体的に、化学シフトが正の値に増加することによって化学シフトに対するインテンシティの瞬間変化率が正の値から負の値に変わる地点を意味する。
【００２７】
前記難燃粒子の最大直径は、０．０１μｍ乃至１０００μｍであってもよい。このように前記難燃粒子が微細な直径を有することによって、体積が減少し、接触表面積が増加しながら、後述する難燃スタイロフォームの製造時に相対的に多量の難燃粒子を含ませ、向上した難燃効果を実現することができる。
【００２８】
前記難燃粒子の形態の例が大きく限定されるのではなく、下記図１に示すように、球形、楕円形、多面体形などが挙げられ、前記難燃粒子の断面は円形、楕円形、３乃至５０の多角形であってもよい。
【００２９】
前記無機粒子の具体的な例としては、石炭材中のセノスフェア（Ｃｅｎｏｓｐｈｅｒｅ）、フライアッシュ（Ｆｌｙ  ａｓｈ）、セラミックマイクロスフェア（Ｃｅｒａｍｉｃ  ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ）、クリーンドアッシュ（Ｃｌｅａｎｅｄ  ａｓｈ）、アンバーンドカーボン（Ｕｎｂｕｒｎｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）またはこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００３０】
前記一実施形態の難燃粒子に含まれている乾燥ゲルは、無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至５０重量部のチタニウムオキサイドをさらに含んでもよい。前記チタニウムオキサイドのより具体的な例としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）が挙げられ、前記チタニウムオキサイドは、光触媒として作用して無機粒子などに含有されているシリカ（ＳｉＯ２）成分と結合して粒子表面の耐久性を高めることができる。
【００３１】
また、前記一実施形態の難燃粒子に含まれている乾燥ゲルは、シロキサン系高分子をさらに含んでもよい。本発明者らは、前述した特定の難燃粒子を用いれば、セラミック系物質を含むことによって優れた難燃性を実現するだけでなく、シロキサン系高分子を含んで水分に対する耐水性を向上させることができ、粉砕を通じて粒子化されて接触面積が増加することによって、難燃および耐水効果が極大化することができる。
【００３２】
前記シロキサン系高分子は、主鎖にシロキサン結合が含まれている高分子を意味し、疎水性を示して、耐水性を向上させることができる。前記シロキサン系高分子の重量平均分子量が４０００ｇ／ｍｏｌ乃至１００００ｇ／ｍｏｌ、または５０００ｇ／ｍｏｌ乃至８０００ｇ／ｍｏｌであってもよい。
【００３３】
前記重量平均分子量は、ＧＰＣ法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。前記ＧＰＣ法により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を測定する過程では、通常知られた分析装置と示差屈折検出器（Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｉｎｄｅｘ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などの検出器および分析用カラムを用いることができ、通常適用される温度条件、溶媒、流量（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）を適用することができる。前記測定条件の具体的な例として、３０℃の温度、クロロホルム溶媒（Ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）および１ｍＬ／ｍｉｎの流量（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）が挙げられる。
【００３４】
具体的に、前記シロキサン系高分子は、ポリジメチルシロキサンを含んでもよい。前記ポリジメチルシロキサンは、主鎖としてポリシロキサン高分子を含み、分枝鎖としてシリコン原子に結合した２個のメチル基を含んでもよい。より具体的に前記ポリジメチルシロキサンは、下記の化学式１で表され得る。
【００３５】
【化１】
2018538422.tif 000003
前記化学式１で、ｎは１以上の整数である。
【００３６】
前記シロキサン系高分子は、２０℃で測定した粘度（ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）が０．６５ｃｐｓ乃至１００００ｃｐｓ、または１０ｃｐｓ乃至１０００ｃｐｓ、または５０ｃｐｓ乃至２００ｃｐｓであってもよい。
【００３７】
前記乾燥ゲル内で前記シロキサン系高分子は、前記無機粒子と混合された状態で存在してもよい。これによって、前記難燃粒子は前記シロキサン系高分子により疎水性の性質を有することができるため、優れた耐水性を実現することができる。
【００３８】
前記難燃粒子は、無機フィラー、難燃助剤、疎水化剤、硬化剤、分散剤および架橋剤からなる群より選択された１種以上の添加剤をさらに含んでもよい。前記添加剤の具体的な例は大きく限定されず、例えば、前記無機フィラーとしては、硫酸アルミニウムなどを用いてもよい。前記硫酸アルミニウムは、無機バインダーのゲル化を促進し、アルミニウム成分含有量を高めることができる。前記硫酸アルミニウムは、水溶液状態で添加されてもよく、前記無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至２０重量部の含有量で含まれてもよい。
【００３９】
前記難燃助剤としては、黒鉛、膨張黒鉛、カーボンブラック、活性炭素、ゼオライト膨張バーミキュライト、硅藻土、シリカエアロゲル、パーライト、銅、アルミニウム粉末などを用いてもよく、好ましくは炭素数増加および無機粒子の柔軟性増加の側面からカーボンブラックを用いてもよい。前記カーボンブラックは、前記無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至５０重量部の含有量で含まれてもよい。
【００４０】
前記疎水化剤としては、リン酸カルシウムまたはリン酸カリウムなどを用いてもよく、前記疎水化剤は、前記無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至２０重量部の含有量で含まれてもよい。
【００４１】
前記硬化剤としては、生石灰、消石灰、炭酸カルシウムなどを用いてもよく、前記分散剤としては、チタニウム（ｔｉｔａｎｉｕｍ）元素を含むチタニウム系分散剤が挙げられる。
【００４２】
一方、発明の他の実施形態によれば、セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子、２０℃で粘度が１０００００ｃＰ未満である無機バインダーを含む難燃剤組成物を６０℃乃至２００℃の温度で熱処理する段階；および前記熱処理段階の結果物を粉砕する段階；を含む難燃粒子製造方法が提供され得る。
【００４３】
具体的に、前記難燃粒子製造方法は、セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子、２０℃で粘度が１０００００ｃＰ未満である無機バインダーを含む難燃剤組成物を６０℃乃至２００℃の温度で熱処理する段階を含んでもよい。
【００４４】
前記難燃剤組成物は、２０℃で粘度が１０００００ｃＰ未満、または１００ｃＰ以上１０００００ｃＰ未満、または５０００ｃＰ以上１０００００ｃＰ未満である無機バインダーを含んでもよい。前述のように、前記無機バインダーは難燃性を有しており、粘度を通じて無機粒子との配合容易性を確保することができる。
【００４５】
前記粘度は、流体の粘り程度を意味し、前記難燃剤組成物に含まれている無機バインダーは粘度が１０００００ｃＰ未満を満足することによって、前記無機粒子と無機バインダーの配合が容易になり得る。
【００４６】
前記無機バインダーの粘度が１０００００ｃＰ以上に過度に増加する場合、前記無機バインダーと無機粒子の配合が難しいため、難燃剤組成物の製造工程上不利になり得る。
【００４７】
前記無機バインダーは、液状ケイ酸ナトリウムを含んでもよい。前記液状ケイ酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ）は水ガラスとも呼ばれ、火をつけた時、膨らみながら難燃性を示すことができる。
【００４８】
前記液状ケイ酸ナトリウムは、下記数式１によるモル比が２．２５以上、または２．２５乃至４．５０、または２．２５乃至２．６であってもよい。
【００４９】
［数式１］
モル比＝｛ＳｉＯ２（重量％）／Ｎａ２Ｏ（重量％）×１．０３２｝
前記液状ケイ酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ）は、例えば、前記二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を３０重量％乃至４０重量％、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）を１０重量％乃至２０重量％で含んでもよく、前記数式１により計算されるモル比は２．２５以上を満足することができる。前記液状ケイ酸ナトリウムは前記モル比によりＫＳ規格１種乃至４種に分類されてもよく、前記モル比２．２５以上を満足する液状ケイ酸ナトリウムはＫＳ規格１種を除いた２種乃至４種に該当する。
【００５０】
前記数式１により計算されるモル比が２．２５未満に減少する場合、前記無機バインダーの粘度が増加することによって、前記無機バインダーと無機粒子の配合が難しいため、難燃剤組成物の製造工程上不利になり得る。
【００５１】
また、前記難燃剤組成物は、無機粒子を含んでもよい。前記無機粒子は、難燃剤組成物内で前記無機バインダーと混合された状態で、前記無機バインダーと結合力を通じて前記無機バインダーが耐水性を有するように作ることができる。
【００５２】
前記無機粒子は、ナトリウム、シリコン、アルミニウム、鉄、カルシウムおよびマグネシウムからなる群より選択された１種以上の金属の酸化物を含んでもよい。つまり、前記無機粒子は、ナトリウム酸化物、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、鉄酸化物、カルシウム酸化物、マグネシウム酸化物またはこれらの２種以上の混合物を含んでもよい。
【００５３】
前記無機粒子の具体的な例としては、セノスフェア（Ｃｅｎｏｓｐｈｅｒｅ）、フライアッシュ（Ｆｌｙ  ａｓｈ）、セラミックマイクロスフェア（Ｃｅｒａｍｉｃ  ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ）、クリーンドアッシュ（Ｃｌｅａｎｅｄ  ａｓｈ）、アンバーンドカーボン（Ｕｎｂｕｒｎｅｄ  ｃａｒｂｏｎ）またはこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００５４】
特に、前記セノスフェアは、窒素ガスまたは炭酸ガスを含むコア（ｃｏｒｅ）およびシリカまたはアルミナを含むシェル（ｓｈｅｌｌ）を含むコア−シェル構造を有してもよい。これによって、前記セノスフェア粒子は前記シリカまたはアルミナのようなセラミック物質で外部表面が露出されており、前記無機バインダーとの混和性に優れ、前記無機バインダーとの結合力にも非常に強い。前記セノスフェアは、石炭の燃焼過程で生成される球形の粒子であって、前記セノスフェアは１００ｍｅｓｈ乃至１０００ｍｅｓｈ、または５００ｍｅｓｈ乃至１０００ｍｅｓｈの直径を有してもよい。
【００５５】
前記セノスフェア粒子の平均直径は１００ｍｅｓｈ乃至４００ｍｅｓｈであり、粉砕工程を通じて、５００ｍｅｓｈ乃至１０００ｍｅｓｈ直径を有するセノスフェア粒子を製造することができる。前記セノスフェア粒子の直径が５００ｍｅｓｈ乃至１０００ｍｅｓｈに小さくなるようになれば、前記難燃剤組成物内で前記セノスフェア粒子の含有量を増やすことができるため、より優れた難燃性を確保することができる。
【００５６】
前記セノスフェアは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を４０乃至７０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を１０乃至５０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を０．１乃至１０重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）を０．１乃至１０重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を０．１乃至１０重量％で含む多孔性無機物であって、内部に窒素ガスなどが含まれている中空を形成することによって、０．５乃至１．０の比重を有してもよい。そして、前記セノスフェアは低廉に求めることができ、産業廃棄物をリサイクルするものであるため、前記難燃剤組成物の製造は環境にやさしく、既存の非ハロゲン系難燃剤に比べて安価で経済性を確保することができる。
【００５７】
前記難燃剤組成物は、無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至５０重量部のチタニウムオキサイドをさらに含んでもよい。また、前記難燃剤組成物は、シロキサン系高分子をさらに含んでもよい。
【００５８】
前記難燃剤組成物に含まれているチタニウムオキサイドおよびシロキサン系高分子に関する内容は前記一実施形態で前述の内容を含む。
【００５９】
前記難燃剤組成物は、前記無機バインダー１００重量部を基準に前記シロキサン系高分子０．１重量部乃至１０重量部を含んでもよい。前記無機バインダー１００重量部を基準に前記シロキサン系高分子０．１重量部未満であれば、前記シロキサン系高分子含有量が過度に減少することによって、シロキサン系高分子による耐水性向上効果が実現され難くなり得る。反面、前記無機バインダー１００重量部を基準に前記シロキサン系高分子１０重量部超過であれば、前記無機バインダーとシロキサン系高分子の相溶性が減少することによって混合が難しくなり得る。
【００６０】
前記難燃剤組成物は、無機バインダー１００重量部を基準に前記無機粒子１０重量部乃至１００重量部、または１０重量部乃至５０重量部、または１２重量部乃至３０重量部を含んでもよい。前記無機バインダー１００重量部を基準に前記無機粒子の含有量が１０重量部未満であれば、前記無機バインダー含有量が過度に増加することによって乾燥に困難がある。反面、前記無機バインダー１００重量部を基準に前記無機粒子の含有量が１００重量部超過であれば、前記無機バインダーと無機粒子の配合が難しくなり得る。
【００６１】
前記難燃剤組成物は、無機フィラー、難燃助剤、疎水化剤、硬化剤、分散剤および架橋剤からなる群より選択された１種以上の添加剤をさらに含んでもよい。前記添加剤の具体的な例は大きく限定されず、例えば、前記無機フィラーとしては、硫酸アルミニウムなどを用いてもよい。前記硫酸アルミニウムは、無機バインダーのゲル化を促進し、アルミニウム成分含有量を高めることができる。前記硫酸アルミニウムは、水溶液状態で添加されてもよく、前記無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至２０重量部の含有量で含まれてもよい。
【００６２】
前記難燃助剤としては、黒鉛、膨張黒鉛、カーボンブラック、活性炭素、ゼオライト膨張バーミキュライト、硅藻土、シリカエアロゲル、パーライト、銅、アルミニウム粉末などを用いてもよく、好ましくは炭素数増加および無機粒子の柔軟性増加の側面からカーボンブラックを用いてもよい。前記カーボンブラックは、前記無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至５０重量部の含有量で含まれてもよい。
【００６３】
前記疎水化剤としては、リン酸カルシウムまたはリン酸カリウムなどを用いてもよく、前記疎水化剤は、前記無機粒子１００重量部に対して１重量部乃至２０重量部の含有量で含まれてもよい。
【００６４】
前記難燃剤組成物を熱処理する段階においては、前記難燃剤組成物の乾燥を通じて、前記無機バインダーに含まれている水などの溶媒を除去すると同時に、内部成分間のゲル化（ｇｅｌａｔｉｏｎ）反応を誘導することができる。
【００６５】
より具体的に、前記難燃剤組成物を熱処理する段階は、６０℃乃至２００℃の温度で行ってもよい。前記熱処理温度が６０℃未満である場合には乾燥効果が微々であり、乾燥時間が過度に長くなることがある。前記熱処理温度が２００℃を超える場合、表面だけが過度に乾燥されて最終製造される製品物性が低下することがある。前記熱処理方法の具体的な例は特に限定されず、例えば赤外線照射、熱風、スチーム、極超短波照射、または紫外線照射を通じて行ってもよい。前記熱処理段階は、０．１乃至１０時間行ってもよい。
【００６６】
また、前記難燃剤組成物を熱処理する段階は、前記難燃剤組成物を１００ｒｐｍ乃至２００ｒｐｍ速度で攪拌しながら行ってもよい。これによって、前述した一実施形態の難燃粒子の形成を容易に誘導することができる。
【００６７】
また、前記難燃粒子製造方法は、前記熱処理段階の結果物を粉砕する段階を含んでもよい。このように前記熱処理段階の結果物が微細な直径を有することによって、体積が減少し、接触表面積が増加しながら、後述する難燃スタイロフォームの製造時に相対的に多量の難燃粒子を含ませて、向上した難燃効果を実現することができる。
【００６８】
具体的に、前記粉砕段階では難燃粒子の直径が０．０１μｍ乃至１０００μｍになるように粉砕することができる。前記粉砕は、通常の粉砕のために使用される方法であれば構成の限定なしに選択されてもよい。例えば、ピンミル（ｐｉｎ  ｍｉｌｌ）、ハンマーミル（ｈａｍｍｅｒ  ｍｉｌｌ）、スクリューミル、ロールミル、ボールミルなどからなる群より選択されるいずれか一つの粉砕装置を選択して粉砕することができる。
【００６９】
一方、前記難燃剤組成物を６０℃乃至２００℃の温度で熱処理する段階以前に、セノスフェア、フライアッシュ、セラミックマイクロスフェア、クリーンドアッシュおよびアンバーンドカーボンからなる群より選択された１種以上の無機粒子を５００℃乃至１０００℃温度で熱処理する段階をさらに含んでもよい。前記無機粒子を５００℃乃至１０００℃温度で熱処理することによって、前記無機粒子の焼成を通じて無機粒子の色が変わりながら無機粒子が柔らかくなり得る。具体的に、前記無機粒子を５００℃乃至１０００℃温度で熱処理する段階は１分乃至２０分、または５分乃至１５分間行われてもよい。
【００７０】
一方、発明のまた他の実施形態によれば、ポリスチレン発泡粒子；および前記ポリスチレン発泡粒子上に形成され、前記一実施形態の難燃粒子を含む難燃層；を含む難燃スタイロフォームが提供され得る。
【００７１】
前記難燃スタイロフォームは、よじれがなく、カッターパスや熱線で加工しやすく、耐水性を有し、難燃性であるため、有毒ガスが少なく発生し、火災時に火炎が拡散せずに自ら消火され得る。
【００７２】
前記難燃スタイロフォームは、発泡樹脂の元来の耐熱温度よりも高い優れた難燃性により熱可塑性樹脂成型用充填剤または成型助剤として利用してもよく、セメント製品に巧みによく混合されて軽量化、および断熱性の付与に効果的であり、それ自体だけで建築用保温断熱材として用いてもよい。
【００７３】
前記難燃スタイロフォームは、ポリスチレン発泡粒子を含んでもよい。前記ポリスチレン発泡粒子は、内部に発泡剤が含浸されたポリスチレン樹脂を発泡して製造された球形粒子であって、粒径が２ｍｍ乃至１００ｍｍ、または３ｍｍ乃至５０ｍｍ、または３ｍｍ乃至１０ｍｍであってもよい。
【００７４】
前記ポリスチレン発泡粒子の上には前記一実施形態の難燃粒子を含む難燃層が形成されてもよい。前記難燃粒子に関する内容は前記一実施形態について前述した内容を含む。前記難燃層は、前記ポリスチレン発泡粒子表面に分散された難燃粒子を含み、前記難燃層の厚さは０．０１μｍ乃至１００ｍｍであってもよい。
【００７５】
前記難燃スタイロフォームは、前記ポリスチレン発泡粒子１００重量部を基準に前記難燃粒子１０重量部乃至５００重量部を含んでもよい。前記ポリスチレン発泡体１００重量部を基準に前記難燃粒子含有量が１０重量部未満に過度に減少すれば、前記難燃粒子の減少により難燃スタイロフォームの難燃性向上効果を十分に実現し難くなることがある。
【００７６】
反面、前記ポリスチレン発泡体１００重量部を基準に前記難燃粒子含有量が５００重量部超過に過度に増加すれば、前記難燃粒子が過剰で添加されて、難燃粒子の損失が増加することがある。
【００７７】
一方、前記難燃スタイロフォームは、前記ポリスチレン発泡粒子と難燃層との間に形成された接着層をさらに含んでもよい。前記接着層は、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂からなる群より選択された１種以上の樹脂を含んでもよく、前記熱硬化性樹脂の例が大きく限定されるのではないが、例えば、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられ、前記熱可塑性樹脂の例も大きく限定されるのではなく、例えば、アクリル樹脂、ビニル系樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。前記ビニル系樹脂の具体的な例としては、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンビニルアセテート共重合体樹脂などが挙げられる。
【００７８】
前記難燃スタイロフォームは、前記難燃層上に１以上の難燃層をさらに含んでもよい。つまり、前記難燃スタイロフォームは、ポリスチレン発泡粒子上に少なくとも１以上の難燃層が形成されてもよく、このように複数の難燃層が形成された場合、前記複数の難燃層の間に形成された接着層をさらに含んでもよい。
【００７９】
つまり、前記複数の難燃層は、直接結合してもよく、前記難燃層とまた他の難燃層との間に前記接着層を媒介として結合してもよい。具体的な例を挙げると、前記難燃スタイロフォームは、ポリスチレン発泡粒子；前記ポリスチレン発泡粒子上に形成された第１接着層；前記第１接着層上に形成され、前記一実施形態の難燃粒子を含む第１難燃層；前記第１難燃層上に形成された第２接着層；および前記第１接着層上に形成され、前記一実施形態の難燃粒子を含む第２難燃層を含んでもよい。
【００８０】
この時、前記第１難燃層、第２難燃層は互いに同じでも異なっていてもよく、前記第１接着層、第２接着層も互いに同じでも異なっていてもよい。
【００８１】
前記難燃スタイロフォームは、前記難燃スタイロフォーム最外郭面に形成され、シロキサン系高分子を含む表面層をさらに含んでもよい。前記表面層を含むことによって、前記難燃スタイロフォームは優れた耐水性を実現することができる。
【００８２】
前記表面層は、シロキサン系高分子を含んでもよく、前記シロキサン系高分子の含有量は前記ポリスチレン発泡粒子１００重量部を基準に前記難燃粒子０．１重量部乃至２０重量部を含んでもよい。前記シロキサン系高分子に関する内容は前記一実施形態で前述した内容を含む。
【００８３】
前記表面層は、前記難燃スタイロフォーム最外郭面に形成されてもよい。前記最外郭面とは、前記難燃スタイロフォームの内部中心から最も外側に位置して、前記難燃スタイロフォームの表面特性を決定することができる。
【００８４】
つまり、前記表面層は、前記難燃スタイロフォームに含まれている難燃層上に形成されてもよい。つまり、前記難燃スタイロフォームは、ポリスチレン発泡粒子；前記ポリスチレン発泡粒子上に形成され、前記一実施形態の難燃粒子を含む難燃層；および前記難燃層上に形成され、シロキサン系高分子を含む表面層；を含んでもよい。
【００８５】
前記難燃層が１以上存在する場合には、最外郭面に位置した難燃層上に前記表面層が形成されてもよい。具体的な例を挙げると、前記難燃スタイロフォームは、ポリスチレン発泡粒子；前記ポリスチレン発泡粒子上に形成された第１接着層；前記第１接着層上に形成され、前記一実施形態の難燃粒子を含む第１難燃層；前記第１難燃層上に形成された第２接着層；前記第１接着層上に形成され、前記一実施形態の難燃粒子を含む第２難燃層；および前記第２難燃層上に形成され、シロキサン系高分子を含む表面層；を含んでもよい。
【００８６】
前記ポリスチレン発泡粒子上に前記難燃層を形成する方法の例は大きく限定されず、例えば、前記ポリスチレン発泡粒子と難燃粒子を混合するか、または発泡されないポリスチレン樹脂と難燃粒子を混合した後に前記ポリスチレン樹脂を発泡する方法などを用いてもよい。
【００８７】
具体的に、前記難燃スタイロフォームを製造する第１実施形態によれば、ポリスチレン発泡粒子および前記難燃粒子の混合物を熱処理する段階を含む難燃スタイロフォーム製造方法が提供され得る。
【００８８】
前記難燃粒子に関する内容は前記実施形態で前述した内容を含む。前記ポリスチレン発泡粒子は、内部に発泡剤が含浸されたポリスチレン樹脂を発泡して製造された球形粒子であって、粒径が２ｍｍ乃至１００ｍｍ、または３ｍｍ乃至５０ｍｍ、または３ｍｍ乃至１０ｍｍであってもよい。
【００８９】
前記難燃スタイロフォーム製造方法は、前記ポリスチレン発泡粒子および前記難燃粒子の混合物を熱処理する段階以前に、発泡性ポリスチレン樹脂を発泡させる段階をさらに含んでもよい。前記発泡性ポリスチレン樹脂に関する内容は前記他の実施形態の難燃スタイロフォーム製造方法で前述した内容を含む。
【００９０】
前記発泡性ポリスチレン樹脂を発泡させる段階は、前記発泡性ポリスチレン樹脂を５０乃至２００℃、または１００乃至１１０℃温度で熱処理する段階を含んでもよい。より具体的に前記発泡性ポリスチレン樹脂の熱処理は２０秒乃至２００秒間行ってもよい。前記発泡段階において、前記発泡性ポリスチレン樹脂の発泡が行われ、前記発泡性ポリスチレン樹脂に比べて体積が膨張したポリスチレン発泡体が生成され得る。
【００９１】
前記発泡性ポリスチレン樹脂を発泡させる段階は、０．０５ｋｇ／ｃｍ２乃至１ｋｇ／ｃｍ２、または０．１ｋｇ／ｃｍ２乃至０．５ｋｇ／ｃｍ２、または０．１ｋｇ／ｃｍ２乃至０．４ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で行われてもよい。
【００９２】
前記発泡性ポリスチレン樹脂を発泡させる段階は、乾燥条件または湿式条件で行ってもよいが、好ましくは湿式条件で行ってもよい。前記湿式条件の例としては蒸気が挙げられ、具体的に５０乃至２００℃温度および０．０５ｋｇ／ｃｍ２乃至１ｋｇ／ｃｍ２圧力を有する蒸気を前記発泡性ポリスチレン樹脂に接触させる方法を用いてもよい。前記蒸気の例が大きく限定されるのではなく、湿式工程で広く使用される多様な物質を制限なく用いてもよい。
【００９３】
このように、湿式条件で前記発泡段階を進行した以降は、１時間乃至２時間乾燥させる段階をさらに含んでもよい。
【００９４】
前記ポリスチレン発泡粒子および前記難燃粒子の混合物は、ポリスチレン発泡粒子１重量部を基準に前記難燃粒子０．１重量部乃至５重量部、または０．３重量部乃至３重量部を含んでもよい。前記ポリスチレン発泡粒子１重量部を基準に前記難燃粒子含有量が０．１重量部未満に過度に減少すれば、前記難燃粒子の減少により難燃性向上効果を十分に実現し難くなることがある。
【００９５】
反面、前記ポリスチレン発泡粒子１重量部を基準に前記難燃粒子含有量が５重量部超過に過度に増加すれば、前記ポリスチレン発泡粒子と難燃粒子の配合が難しくなり、配合、発泡、圧縮成型などの工程での成型性が減少することがあり、成型以降に製品が壊れるなど耐久性が減少することがある。
【００９６】
前記ポリスチレン発泡粒子および前記難燃粒子を混合する方法の例は大きく限定されず、樹脂組成物の混合と関連した技術分野で広く使用される多様な混合技法を制限なく用いてもよい。
【００９７】
前記熱処理段階は、前記混合物を８０乃至２５０℃、または１００乃至１２０℃温度で行ってもよい。また、前記熱処理工程は、１ｋｇ／ｃｍ２乃至５０ｋｇ／ｃｍ２、または５ｋｇ／ｃｍ２乃至２０ｋｇ／ｃｍ２、または６ｋｇ／ｃｍ２乃至７ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で行われてもよい。また、２０秒乃至２００秒間行ってもよい。
【００９８】
これによって、前記発泡された混合物の圧縮成型が行われてもよく、具体的にポリスチレン発泡粒子と難燃粒子の混合物が圧縮と共に追加的に発泡が行われて一定の形状を有するスタイロフォームを製造することができる。前記圧縮成型方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば一定の形状を有する成型機に前記発泡された混合物を入れて熱処理しながら圧縮する方法を用いてもよい。
【００９９】
前記混合物を８０乃至２５０℃、または１００乃至１２０℃温度で熱処理する段階も乾燥条件または湿式条件で行ってもよいが、好ましくは湿式条件で行ってもよい。前記湿式条件の例としては蒸気が挙げられ、具体的に８０乃至２５０温度および１ｋｇ／ｃｍ２乃至５０ｋｇ／ｃｍ２圧力を有する蒸気を前記混合物に接触させる方法を用いてもよい。前記蒸気の例が大きく限定されるのではなく、湿式工程で広く使用される多様な物質を制限なく用いてもよい。
【０１００】
このように、湿式条件で前記圧縮成型段階を進行した以降は、４０時間乃至８０時間乾燥させる段階をさらに含んでもよい。
【０１０１】
一方、前記難燃スタイロフォームを製造する第２実施形態によれば、発泡性ポリスチレン樹脂および前記一実施形態の難燃粒子の混合物を熱処理する発泡段階を含む難燃スタイロフォーム製造方法が提供され得る。
【０１０２】
前述した特定の難燃スタイロフォーム製造方法を利用すれば、ポリスチレン樹脂の発泡段階以前に微細な大きさのポリスチレン樹脂と難燃粒子を混合することによって、混合装置の大きさを縮小させることができ、難燃粒子の使用量を最小化することができ、既存の製造設備をそのまま利用できるという点を実験を通じて確認して発明を完成した。
【０１０３】
また、発泡段階以前に微細な大きさのポリスチレン樹脂と難燃粒子を混合した以後、発泡および圧縮成型工程を経ても、ポリスチレン発泡体表面に難燃粒子が強く結合した状態で耐久性が維持されることによって、最終的に製造される難燃スタイロフォームの耐水性と難燃性が向上することができる。
【０１０４】
前記難燃粒子に関する内容は前記一実施形態について前述した内容を含む。
【０１０５】
具体的に、前記発泡性ポリスチレン樹脂は、発泡が行われなかったポリスチレン樹脂であって、ポリスチレン樹脂および前記ポリスチレン樹脂内部に含浸された発泡剤を含んで後の発泡段階により発泡が行われ得る樹脂を意味する。
【０１０６】
前記発泡性ポリスチレン樹脂は、ポリスチレン樹脂１００重量部に対して前記発泡剤を２乃至１０重量部で含んでもよく、前記発泡剤の例が大きく限定されるのではないが、例えばプロパン、ブタン、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロブタン、シクロヘキサン、メチルクロライド、エチルクロライド、メチレンクロライド、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、窒素、二酸化炭素、アルゴンまたはこれらの２種以上の混合物を用いてもよい。また、前記発泡性ポリスチレン樹脂は、難燃剤などを添加剤としてさらに含んでもよい。
【０１０７】
前記発泡性ポリスチレン樹脂は、粒径が０．５ｍｍ乃至１．５ｍｍである球形ポリスチレン粒子形態を有してもよい。前記粒径が０．５ｍｍ乃至１．５ｍｍである球形ポリスチレン粒子は粒径が小さいため、前記ポリスチレン粒子表面に結合するために混合される難燃粒子の量を最小化することができ、混合装置の大きさを縮小することができる。
【０１０８】
前記発泡性球形ポリスチレン粒子を製造する方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば、懸濁重合法またはコンパウンディング法などを用いてもよい。前記懸濁重合法の例としては、水系反応媒質上でスチレンモノマーの懸濁重合、またはスチレンモノマーと少なくとも一つのコモノマーの懸濁重合を進行させる段階；および前記懸濁重合の開始以前に、前記懸濁重合中に、または前記懸濁重合以降に発泡剤を添加する段階；を含む懸濁重合法が挙げられる。
【０１０９】
前記コンパウンディング法の例としては、スチレン系ポリマーをコンパウンディングした後に圧出しながら切断してスチレン系ポリマー粒子を生成させる段階；および前記スチレン系ポリマー粒子に発泡剤を添加する段階；を含むコンパウンディング法が挙げられる。
【０１１０】
前記発泡性ポリスチレン樹脂の密度は、１４ｇ／ｌ乃至２０ｇ／ｌであってもよい。
【０１１１】
前記発泡性ポリスチレン樹脂および難燃粒子の混合物は、発泡性ポリスチレン樹脂１重量部を基準に前記難燃粒子０．０００５重量部乃至０．５重量部を含んでもよい。前記発泡性ポリスチレン樹脂１重量部を基準に前記難燃粒子含有量が０．０００５重量部未満に過度に減少すれば、前記難燃粒子の減少により難燃性向上効果を十分に実現し難くなることがある。
【０１１２】
反面、前記発泡性ポリスチレン樹脂１重量部を基準に前記難燃粒子含有量が０．５重量部超過に過度に増加すれば、前記発泡性ポリスチレン樹脂と難燃粒子の配合が難しくなり、配合、発泡、圧縮成型などの工程での成型性が減少することがあり、成型以降に製品が壊れるなど耐久性が減少することがある。
【０１１３】
前記発泡性ポリスチレン樹脂、難燃粒子を混合する方法の例は大きく限定されず、樹脂組成物の混合と関連した技術分野で広く使用される多様な混合技法を制限なく用いてもよい。
【０１１４】
一方、前記熱処理は、前記混合物を５０乃至２００℃、または１００乃至１１０℃温度で行ってもよい。より具体的には２０秒乃至２００秒間行ってもよい。前記発泡段階において、前記混合物に含まれている発泡性ポリスチレン樹脂の発泡が行われ、前記発泡性ポリスチレン樹脂に比べて体積が膨張したポリスチレン発泡体が生成され得る。
【０１１５】
前記発泡段階以前の前記混合物において、前記発泡性ポリスチレン樹脂表面に難燃粒子が結合することができ、前記発泡段階以降に生成された、ポリスチレン発泡体の表面にも前記結合が維持され得る。
【０１１６】
前記発泡段階は、０．０５ｋｇ／ｃｍ２乃至１ｋｇ／ｃｍ２、または０．１ｋｇ／ｃｍ２乃至０．５ｋｇ／ｃｍ２、または０．１ｋｇ／ｃｍ２乃至０．４ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で行われてもよい。
【０１１７】
前記混合物を５０乃至２００℃、または１００乃至１１０℃温度で熱処理する発泡段階は、乾燥条件または湿式条件で行ってもよいが、好ましくは湿式条件で行ってもよい。前記湿式条件の例としては蒸気が挙げられ、具体的に５０乃至２００℃温度および０．０５ｋｇ／ｃｍ２乃至１ｋｇ／ｃｍ２圧力を有する蒸気を前記混合物に接触させる方法を用いてもよい。前記蒸気の例が大きく限定されるのではなく、湿式工程で広く使用される多様な物質を制限なく用いてもよい。
【０１１８】
このように、湿式条件で前記発泡段階を行った以降は、前記発泡処理された混合物を１時間乃至２時間乾燥させる段階をさらに含んでもよい。
【０１１９】
また、前記発泡段階以降に、前記発泡された混合物を８０乃至２５０℃、または１００乃至１２０℃温度で熱処理する段階をさらに含んでもよい。より具体的には２０秒乃至２００秒間行ってもよい。前記追加的な熱処理工程は、１ｋｇ／ｃｍ２乃至５０ｋｇ／ｃｍ２、または５ｋｇ／ｃｍ２乃至２０ｋｇ／ｃｍ２、または６ｋｇ／ｃｍ２乃至７ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で行われてもよい。
【０１２０】
これによって、前記発泡された混合物の圧縮成型が行われてもよく、具体的にポリスチレン発泡粒子と難燃粒子の混合物が圧縮と共に追加的に発泡が行われて一定の形状を有するスタイロフォームを製造することができる。前記圧縮成型方法の例が大きく限定されるのではないが、例えば一定の形状を有する成型機に前記発泡された混合物を入れて熱処理しながら圧縮する方法を用いてもよい。
【０１２１】
前記混合物を８０乃至２５０℃、または１００乃至１２０℃温度で熱処理する段階も乾燥条件または湿式条件で行ってもよいが、好ましくは湿式条件で行ってもよい。前記湿式条件の例としては蒸気が挙げられ、具体的に８０乃至２５０℃温度および１ｋｇ／ｃｍ２乃至５０ｋｇ／ｃｍ２圧力を有する蒸気を前記混合物に接触させる方法を用いてもよい。前記蒸気の例が大きく限定されるのではなく、湿式工程で広く使用される多様な物質を制限なく用いてもよい。
【０１２２】
このように、湿式条件で前記圧縮成型段階を進行した以降は、４０時間乃至８０時間乾燥させる段階をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【０１２３】
本発明によれば、優れた難燃性または耐水性を有する難燃粒子およびその製造方法、そしてこれを利用した難燃スタイロフォームが提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】実施例１で製造された難燃粒子の表面ＳＥＭイメージを示したものである。
【図２】実施例１で製造された難燃粒子をカメラ撮影イメージを示したものである。
【図３】実施例１０で製造された発泡前スタイロフォームのカメラ撮影イメージを示したものである。
【図４】実施例１０で製造された発泡後スタイロフォームのカメラ撮影イメージを示したものである。
【図５】実施例１０で製造された成型以降のスタイロフォームのカメラ撮影イメージを示したものである。
【図６】実施例１で製造された難燃粒子の２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルを示したものである。
【図７】実施例２で製造された難燃粒子の表面ＳＥＭイメージを示したものである。
【図８】実施例２で製造された難燃粒子の２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルを示したものである。
【図９】参考例として、水ガラスの２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルを示したものである。
【図１０】参考例として、セノスフェアの２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルを示したものである。
【図１１】実施例５で製造された難燃粒子の表面ＳＥＭイメージを示したものである。
【図１２】実施例６で製造された難燃粒子の表面ＳＥＭイメージを示したものである。
【図１３】実施例７で製造された難燃粒子の表面ＳＥＭイメージを示したものである。
【図１４】実施例８で製造された難燃粒子の表面ＳＥＭイメージを示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０１２５】
発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記の実施例により限定されるのではない。
【０１２６】
＜実施例１乃至９：難燃粒子の製造＞
実施例１
セノスフェア（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：約６０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：約３０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：約４重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）：約４重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：約２重量％）粒子（２００ｍｅｓｈ）１００ｇと水ガラス（ＫＳ規格２種：Ｎａ２ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）４００ｇ、そして２０℃で粘度が１００ｃｐｓであるポリジメチルシロキサン（Ｅｌｅｍｅｎｔ  １４  ＰＤＭＳ  １００、ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製造；重量平均分子量：６０００ｇ／ｍｏｌ）２０ｇを混合した後、前記混合物を約１００℃温度の熱風攪拌機に入れて約１５０ｒｐｍの速度で攪拌しながら、約１．５時間熱風乾燥させてゲル化（ｇｅｌａｔｉｏｎ）させた。前記ゲル化された混合物を紛砕機を利用して粉砕して、前記難燃粒子を製造した。
【０１２７】
実施例２
セノスフェア（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：約６０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：約３０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：約４重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）：約４重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：約２重量％）粒子（２００ｍｅｓｈ）１００ｇと水ガラス（ＫＳ規格２種：Ｎａ２ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）４００ｇを混合した後、前記混合物を約１００℃温度の熱風攪拌機に入れて約１５０ｒｐｍの速度で攪拌しながら、約１．５時間熱風乾燥させてゲル化（ｇｅｌａｔｉｏｎ）させた。前記ゲル化された混合物を紛砕機を利用して粉砕して、前記難燃粒子を製造した。
【０１２８】
実施例３
セノスフェア（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：約６０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：約３０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：約４重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）：約４重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：約２重量％）粒子（２００ｍｅｓｈ）１００ｇと水ガラス（ＫＳ規格２種：Ｎａ２ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）４００ｇ、二酸化チタン４ｇ、硫酸アルミニウム水溶液（硫酸アルミニウム３ｇ）８ｇ、リン酸カルシウム水溶液（リン酸カルシウム２ｇ）６ｇ、カーボンブラック２ｇ、そして２０℃で粘度が１００ｃｐｓであるポリジメチルシロキサン（Ｅｌｅｍｅｎｔ  １４  ＰＤＭＳ  １００、ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製造；重量平均分子量：６０００ｇ／ｍｏｌ）２０ｇを混合した後、前記混合物を約１００℃温度の熱風攪拌機に入れて約１５０ｒｐｍの速度で攪拌しながら、約１．５時間熱風乾燥させてゲル化（ｇｅｌａｔｉｏｎ）させた。前記ゲル化された混合物を紛砕機を利用して粉砕して、前記難燃粒子を製造した。
【０１２９】
実施例４
セノスフェア（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：約６０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：約３０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：約４重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）：約４重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：約２重量％）粒子（２００ｍｅｓｈ）１００ｇと水ガラス（ＫＳ規格２種：Ｎａ２ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）４００ｇ、二酸化チタン４ｇ、硫酸アルミニウム水溶液（硫酸アルミニウム３ｇ）８ｇ、リン酸カルシウム水溶液（リン酸カルシウム２ｇ）６ｇ、カーボンブラック２ｇを混合した後、前記混合物を約１００℃温度の熱風攪拌機に入れて約１５０ｒｐｍの速度で攪拌しながら、約１．５時間熱風乾燥させてゲル化（ｇｅｌａｔｉｏｎ）させた。前記ゲル化された混合物を紛砕機を利用して粉砕して、前記難燃粒子を製造した。
【０１３０】
実施例５
セノスフェア粒子の代わりにセラミックマイクロスフェア粒子を用いたことを除き、前記実施例３と同様に難燃粒子を製造した。
【０１３１】
実施例６
セノスフェア粒子の代わりにアンバーンドカーボン粒子を用いたことを除き、前記実施例３と同様に難燃粒子を製造した。
【０１３２】
実施例７
セノスフェア粒子の代わりにクリーンドアッシュ粒子を用いたことを除き、前記実施例３と同様に難燃粒子を製造した。
【０１３３】
実施例８
セノスフェア粒子の代わりにフライアッシュ粒子を用いたことを除き、前記実施例３と同様に難燃粒子を製造した。
【０１３４】
実施例９
８００℃温度で１０分間熱処理したセノスフェア（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：約６０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：約３０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：約４重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）：約４重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：約２重量％）粒子（２００ｍｅｓｈ）を用いたことを除き、前記実施例３と同様に難燃粒子を製造した。
【０１３５】
＜実施例１０乃至２０：難燃スタイロフォームの製造＞
実施例１０
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを混合して、前記ビード表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例１で製造された難燃粒子８０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１３６】
以降、前記攪拌機にアクリル樹脂２０ｇを添加および混合して表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子４０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１３７】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１３８】
実施例１１
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを混合して、前記ビード表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例１で製造された難燃粒子８０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１３９】
以降、前記攪拌機にアクリル樹脂２０ｇを添加および混合して表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子４０ｇを添加して混合し、乾燥させた。そして、２０℃で粘度が１００ｃｐｓであるポリジメチルシロキサン（Ｅｌｅｍｅｎｔ  １４  ＰＤＭＳ  １００、ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製造；重量平均分子量：６０００ｇ／ｍｏｌ）５ｇを追加的に添加し、乾燥させた。
【０１４０】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１４１】
実施例１２
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにアクリル樹脂２０ｇを混合して、前記ビード表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例１で製造された難燃粒子４０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１４２】
以降、前記攪拌機にポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを添加および混合して表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子８０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１４３】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１４４】
実施例１３
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにアクリル樹脂２０ｇを混合して、前記ビード表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例１で製造された難燃粒子４０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１４５】
以降、前記攪拌機にポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを添加および混合して表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子８０ｇを添加して混合し、乾燥させた。そして、２０℃で粘度が１００ｃｐｓであるポリジメチルシロキサン（Ｅｌｅｍｅｎｔ  １４  ＰＤＭＳ  １００、ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製造；重量平均分子量：６０００ｇ／ｍｏｌ）５ｇを追加的に添加し、乾燥させた。
【０１４６】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１４７】
実施例１４
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇに澱粉系アクリル樹脂２５ｇを約１分間混合して前記ビード表面に澱粉系アクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子６０ｇを添加して約１分間混合し、乾燥させた。
【０１４８】
以降、前記攪拌機にフェノール樹脂１５ｇを約１分間添加および混合して表面にフェノール樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子４０ｇを添加して約１分間混合し、常温の熱風およびオーブン器で約１時間乾燥させた。
【０１４９】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１５０】
実施例１５
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにフェノール樹脂２５ｇを約１分間混合して前記ビード表面にフェノール樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子６０ｇを添加して約１分間混合し、乾燥させた。
【０１５１】
以降、前記攪拌機に澱粉系アクリル樹脂２５ｇを約１分間添加および混合して表面に澱粉系アクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例１で製造された難燃粒子４０ｇを添加して約１分間混合し、常温の熱風およびオーブン器で約１時間乾燥させた。
【０１５２】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１５３】
実施例１６
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを混合して、前記ビード表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例２で製造された難燃粒子８０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１５４】
以降、前記攪拌機にアクリル樹脂２０ｇを添加および混合して表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例２で製造された難燃粒子４０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１５５】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１５６】
実施例１７
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにアクリル樹脂２０ｇを混合して、前記ビード表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例２で製造された難燃粒子４０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１５７】
以降、前記攪拌機にポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを添加および混合して表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例２で製造された難燃粒子８０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１５８】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１５９】
実施例１８
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇに澱粉系アクリル樹脂２５ｇを約１分間混合して前記ビード表面に澱粉系アクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例２で製造された難燃粒子６０ｇを添加して約１分間混合し、乾燥させた。
【０１６０】
以降、前記攪拌機にフェノール樹脂１５ｇを約１分間添加および混合して表面にフェノール樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例２で製造された難燃粒子４０ｇを添加して約１分間混合し、常温の熱風およびオーブン器で約１時間乾燥させた。
【０１６１】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１６２】
実施例１９
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにフェノール樹脂２５ｇを約１分間混合して前記ビード表面にフェノール樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例２で製造された難燃粒子６０ｇを添加して約１分間混合し、乾燥させた。
【０１６３】
以降、前記攪拌機に澱粉系アクリル樹脂２５ｇを約１分間添加および混合して表面に澱粉系アクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例２で製造された難燃粒子４０ｇを添加して約１分間混合し、常温の熱風およびオーブン器で約１時間乾燥させた。
【０１６４】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１６５】
実施例２０
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを混合して、前記ビード表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例３で製造された難燃粒子５０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１６６】
以降、前記攪拌機にアクリル樹脂２０ｇを添加および混合して表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例３で製造された難燃粒子３０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１６７】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１６８】
実施例２１
攪拌機でポリスチレン樹脂９４重量％およびペンタン（ｐｅｎｔａｎｅ）６重量％を含有するポリスチレン（ＳＨエネルギー化学ＳＢ２，０００：粒径１．１ｍｍ）ビード７０ｇにポリビニルアセテート（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ａｃｅｔａｔｅ）樹脂１５ｇを混合して、前記ビード表面にポリビニルアセテート樹脂コーティング層を形成した後、前記攪拌機に前記実施例４で製造された難燃粒子５０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１６９】
以降、前記攪拌機にアクリル樹脂２０ｇを添加および混合して表面にアクリル樹脂コーティング層を形成した後、前記実施例４で製造された難燃粒子３０ｇを添加して混合し、乾燥させた。
【０１７０】
以降、前記乾燥された混合物をスチーム攪拌機に入れて１０５℃温度および０．２ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して１次発泡した後、空気中に１時間乾燥した。前記乾燥された１次発泡スタイロフォームをスチーム成型機に入れて１２０℃温度および６．５ｋｇ／ｃｍ２圧力の蒸気で８０秒間熱処理して２次圧縮発泡し、約２日間乾燥して難燃スタイロフォームを製造した。
【０１７１】
＜比較例１乃至２：難燃スタイロフォームの製造＞
比較例１
（１）難燃組成物の製造
セノスフェア（二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）：約６０重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：約３０重量％、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）：約４重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）：約４重量％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）：約２重量％）粒子（２００ｍｅｓｈ）１００ｇと水ガラス（ＫＳ規格２種：Ｎａ２ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）４００ｇ、二酸化チタン４ｇ、硫酸アルミニウム水溶液（硫酸アルミニウム３ｇ）８ｇ、リン酸カルシウム水溶液（リン酸カルシウム２ｇ）６ｇ、カーボンブラック２ｇ、そして２０℃で粘度が１００ｃｐｓであるポリジメチルシロキサン（Ｅｌｅｍｅｎｔ  １４  ＰＤＭＳ  １００、ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製造；重量平均分子量：６０００ｇ／ｍｏｌ）２０ｇを混合して、難燃組成物を製造した。
【０１７２】
（２）難燃スタイロフォームの製造
実施例で製造された難燃粒子の代わりに前記難燃組成物を用いたことを除き、実施例１０と同様に難燃スタイロフォームを製造した。
【０１７３】
比較例２
（１）難燃組成物の製造
前記比較例１と同様に、難燃組成物を製造した。
【０１７４】
（２）難燃スタイロフォームの製造
実施例で製造された難燃粒子の代わりに前記難燃組成物を用いたことを除き、実施例１６と同様に難燃スタイロフォームを製造した。
【０１７５】
＜実験例：難燃粒子および難燃スタイロフォームの物性測定＞
前記実施例および比較例で得られた難燃粒子および難燃スタイロフォームの物性を下記方法で測定し、その結果を表１に示した。
【０１７６】
実験例１：表面特性
前記実施例１で得られた難燃粒子をＦＥ−ＳＥＭ装備を利用して撮影したイメージを下記図１に、カメラを利用して撮影したイメージを下記図２に示した。
【０１７７】
また、前記実施例１０で製造された発泡前段階の難燃スタイロフォームに対して、カメラを利用して撮影したイメージを下記図３に示し、発泡後段階の難燃スタイロフォームに対してカメラを利用して撮影したイメージを下記図４に、圧縮成型後に最終製造された難燃スタイロフォームに対してカメラを利用して撮影したイメージを下記図５に示した。
【０１７８】
下記図１に示すように、前記実施例１の難燃粒子は最大直径が約５０μｍであり、不規則的な形状を示した。また、下記図２に示すように、前記実施例１の難燃粒子は黒色の粉末であることを確認することができた。
【０１７９】
下記図３に示すように、ポリスチレンビード表面に難燃粒子を形成することによって、表面が黒色を帯びていた。
【０１８０】
また、下記図４および図５に示すように、前記実施例１０で製造された難燃スタイロフォームは、表面に前記実施例１の難燃粒子が形成されたことを確認することができた。
【０１８１】
前記実施例２で得られた難燃粒子をＦＥ−ＳＥＭ装備を利用して撮影したイメージを下記図７に示した。
【０１８２】
下記図７に示すように、前記実施例２の難燃粒子は最大直径が約５０μｍであり、不規則的な形状を示した。
【０１８３】
また、下記図１１乃至１４に示すように、前記実施例５乃至８の難燃粒子も最大直径が約５０μｍであり、不規則的な形状を示した。
【０１８４】
実験例２：成分分析
前記実施例１で得られた難燃粒子に対して、Ｓｏｌｉｄ  ４００ＭＨｚ  ＷＢ  ＮＭＲ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ装備（７９．５１ＭＨｚ、Ｄ２０溶媒条件）を利用して、２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルを測定し、これを下記図６に示した。
【０１８５】
下記図６に示すように、前記実施例１で得られた難燃粒子は−９２．２７ｐｐｍで化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）を示した。
【０１８６】
前記実施例２で得られた難燃粒子に対して、Ｓｏｌｉｄ  ４００ＭＨｚ  ＷＢ  ＮＭＲ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ装備（７９．５１ＭＨｚ、Ｄ２０溶媒条件）を利用して、２９Ｓｉ  ＮＭＲスペクトルを測定し、これを下記図８に示した。
【０１８７】
下記図８に示すように、前記実施例２で得られた難燃粒子は−９２．２７ｐｐｍで化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）を示した。
【０１８８】
参考例として、水ガラスの場合、下記図９に示すように、−８０．４１ｐｐｍ、−８８．５７ｐｐｍ、−９０．５７ｐｐｍ、−９６．５２ｐｐｍ、−９７．４１ｐｐｍ、−１０６．５３ｐｐｍで化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）を示し、セノスフェアの場合、下記図１０に示すように、−９０．１６ｐｐｍ、−１０８．９ｐｐｍで化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）を示して、前記難燃粒子と異なるピークを示した。
【０１８９】
つまり、前記難燃粒子は、前記水ガラスとセノスフェアの単なる混合物でなく、混合物を熱処理して形成されるゲル化された重合体であることを確認することができる。
【０１９０】
実験例３：難燃性
前記実施例１０乃至２１、比較例１乃至２で得られた難燃スタイロフォームを利用して、横１０ｃｍ×縦１０ｃｍ×厚さ５ｃｍの試片を製作し、ガストーチで５分間加熱して、難燃性を評価した。
【０１９１】
具体的に、５分間加熱時にも火がつかず、煙が発生せず、スタイロフォーム粒子が７０％以上残っていることを「優秀」に、５分間加熱時に火がつき、煙が発生し、芯材が３０％以上燃焼したことを「不良」に評価した。
【０１９２】
実験例４：耐水性
前記実施例１０乃至２１、比較例１乃至２で得られた難燃スタイロフォームを利用して、横１０ｃｍ×縦１０ｃｍ×厚さ５ｃｍの試片を製作し、１０ｃｍの深さの水に浸水させ、耐水性を評価した。
【０１９３】
具体的に、２４時間１０ｃｍ深さの水に浸水時にも水に溶けないことを「優秀」に、２４時間１０ｃｍ深さの水に浸水時に水に溶けることを「不良」に評価した。
【０１９４】
【表１】
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前記表１に示すように、ポリスチレンビードと共に実施例１または実施例２１で製造された難燃粒子を混合して製造されたスタイロフォームは、優れた難燃性、または耐水性を示すことを確認することができた。
【０１９５】
反面、実施例のようにゲル化および粉砕工程による難燃粒子を使用せず、単に難燃物質を混合した組成物を添加して製造されたスタイロフォームは、スタイロフォーム上に難燃物質が十分に接着され難いため、実施例に比べて難燃性や耐水性が十分に実現され難いという点を確認した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018538422.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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2018538422.tif 000020
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