(57)【要約】  本発明は１０〜５０重量パーセントの鉄化合物、１２〜３５重量パーセントのアルミニウム化合物、５〜１７重量パーセントのケイ素化合物、２〜１０重量パーセントの二酸化チタン、０．５〜６重量パーセントのカルシウム化合物、及び任意に不可避的不純物の鉱物組成を有し、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比が少なくとも１である、修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。本発明による防炎剤は高温域で難燃剤として使用することができる。本発明は、低温域及び高温域の両方において難燃剤として使用することができる修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤、並びにそれを作製する方法、並びに難燃剤、代替物又は代用物、共力剤、熱安定剤、蓄熱材、断熱材及び／又は遮音材、及び／又は電磁放射線遮蔽材料としてのその使用に更に関する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比が少なくとも１であることを特徴とする、無機ハロゲンフリー防炎剤。
【請求項２】
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比並びに水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が少なくとも１であることを特徴とする、無機ハロゲンフリー防炎剤。
【請求項３】
Ｎａ２Ｏの重量パーセントで表される水溶性ナトリウム化合物の割合が０．０３重量％を超えない、請求項１又は２に記載の防炎剤。
【請求項４】
平均粒径（ｄ５０）が５０μｍを超えないものであり、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍ又は１００ｎｍ〜９００ｎｍ又は２００ｎｍ〜７５０ｎｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の防炎剤。
【請求項５】
残留水分含量が０．４重量％を超えない、請求項１〜４のいずれか一項に記載の防炎剤。
【請求項６】
前記修飾赤泥の表面に、該修飾赤泥の粒子とポリマーマトリックスとの相溶性を改善する少なくとも１つの物質を付加する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の防炎剤。
【請求項７】
前記物質がオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸誘導体、軟化剤、オリゴマー及びポリマー前駆体、アイオノマー、ホウ酸並びにその金属塩及び誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、又はそれらの組合せからなる群から選択される表面修飾剤である、請求項６に記載の防炎剤。
【請求項８】
共力剤、特に有機粘土（ナノクレイ）、スズ化合物及びホウ酸塩と組み合わせて与えられる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の防炎剤。
【請求項９】
最大７０重量％の割合で少なくとも１つの更なる難燃添加剤を更に含有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の防炎剤。
【請求項１０】
前記更なる難燃添加剤の少なくとも１つが吸熱反応物質、特に水酸化アルミニウム、ベーマイト、ギブサイト、ゲーサイト、水酸化マグネシウム、ハンタイト、ブルーサイト又はそれらの混合物からなる群から選択される吸熱反応物質である、請求項９に記載の防炎剤。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載の無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する方法であって、
ａ）赤泥を準備する工程と、
ｂ）酸性溶液中で前記赤泥に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物を鉄（ＩＩ）化合物へと還元する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られる鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加する工程であって、炭酸鉄（ＩＩ）（シデライト）を形成する、工程と、
を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載の無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する方法であって、
ａ）赤泥を準備する工程と、
ｂ）利用可能な出発物質から炭酸鉄（ＩＩ）を別個に作製する工程と、
ｃ）赤泥と炭酸鉄（ＩＩ）とを混合する工程と、
ｄ）修飾炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）を得る工程と、
を含む、方法。
【請求項１３】
可燃性材料と請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤とを含む防炎材料系。
【請求項１４】
前記可燃性材料を特に建築材料、ゴム製品、チップボード、ファサードクラッド又はプラスチック製品、特にケーブルシース、ケーブル絶縁化合物又はケーブル充填化合物とすることができる、請求項１３に記載の材料系。
【請求項１５】
３重量％〜９５重量％の割合で前記防炎剤を含有する、請求項１３又は１４に記載の材料系。
【請求項１６】
可燃性材料、特に可燃性建築材料、ゴム、チップボード材料、プラスチック、特にケーブルシース、ケーブル絶縁化合物又はケーブル充填化合物の難燃剤としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載の難燃材料の使用。
【請求項１７】
防炎材料系を作製する方法であって、
ｄ）可燃性材料を準備する工程と、
ｅ）前記可燃性材料に請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤をコーティング又はブレンドする工程と、それにより、
ｆ）前記防炎材料系を得る工程と、
を含む、方法。
【請求項１８】
工程ｂ）において防炎剤をコーティング又はブレンドする前に、好ましくは共力剤、特に有機粘土（ナノクレイ）、スズ化合物及びホウ酸塩、及び／又は少なくとも１つの更なる難燃添加剤とともに物理的に処理する、特に粉砕又は解砕する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
工程ｂ）で言及される前記防炎剤を表面修飾に供する、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記防炎剤の表面修飾がオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸誘導体、軟化剤、オリゴマー及びポリマー前駆体、アイオノマー、ホウ酸並びにその金属塩及び誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、又はそれらの組合せからなる群から選択される表面修飾剤を前記防炎剤の表面に付加することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
いわゆる「マスターバッチ」の形態で弾性、熱可塑性及び熱硬化性の系において本発明による防炎剤とともに使用する場合、前記共力剤を液体、ペースト又は顆粒の形態で加工中に添加することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
所与の防炎試験に必要とされる高ハロゲンＦＲ／金属酸化物防炎セット、特にＢｒ−ＦＲ＋三酸化アンチモンのパーセンテージの低減、火災事象における特定の燃焼ガスの密度の低減、並びにそれぞれの防炎材料系の機械的特徴及び電気的特徴の改善用の有機ハロゲン防炎剤、金属酸化物及び／又はそれらの組合せと組み合わせて修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）及び／又は修飾再水和ＲＭ（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤。
【請求項２３】
合成システムにおける充填剤としての赤泥との混合物中でのバライト（ＢａＳＯ４）の代わりの請求項１又は２に記載の防炎剤の使用。
【請求項２４】
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含有する組成物又はＰＶＣを含有する化合物及び／又はハロゲン含有防炎組成物における三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）の少なくとも部分的な、特に完全な代替物又は代用物としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項２５】
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含有する組成物又はＰＶＣを含有する化合物及び／又はハロゲン含有防炎組成物における共力剤としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用であって、前記共力剤が特に火災事象において発生するハロゲン含有中間生成物を捕捉又は結合することが可能である、使用。
【請求項２６】
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含有する組成物又はＰＶＣを含有する化合物及び／又はハロゲン含有防炎組成物の熱安定性を増大するための請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項２７】
前記ＰＶＣ含有組成物をＰＶＣ含有ケーブル又はＰＶＣ含有ケーブル化合物とすることができる、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項２８】
蓄熱用の又は蓄熱材料としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項２９】
吸熱若しくは断熱用の又は吸熱材料若しくは断熱材料としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項３０】
遮音用の又は防音材料若しくは遮音材料としての請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項３１】
前記防炎剤が建築材料及び／又は機器構築材料中に存在する、請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の使用。
【請求項３２】
前記防炎剤がマトリックス、特に熱可塑性又は熱硬化性マトリックス、特にポリマーマトリックス中に存在する、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の使用。
【請求項３３】
前記防炎剤がマトリックスと任意に補助物質及び添加剤とを含有する複合材中に存在し、該複合材が固体及び／又は発泡状態であり、特に発泡コア及び閉曲面を有し、該複合材が特に１５ｋｇ／ｍ３〜８００ｋｇ／ｍ３の比重を有する、請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の使用。
【請求項３４】
前記防炎剤が、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含む熱可塑性材料又は修飾架橋材料、特にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、特に例えば押出ポリスチレン硬質発泡体（Ｘ−ＰＳ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）及びそれらの混合物からなる群から選択される材料を含む発泡体中に存在する、請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の使用。
【請求項３５】
前記防炎剤が、ポリウレタンを含有するか又はそれからなり、独立気泡型であり、特に１５ｋｇ／ｍ３〜８００ｋｇ／ｍ３の比重を有する発泡体中に存在する、請求項２８〜３４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項３６】
電磁放射線の減衰又は遮蔽への請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項３７】
構造部品、特に電気及び／又は電子構造部品、又は回路における、請求項３６に記載の使用。
【請求項３８】
電磁放射線を低減又は遮蔽するのに好適な構造部品の作製への請求項１〜１０のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
【請求項３９】
前記防炎剤が熱可塑性、熱硬化性及び／又は弾性材料とともに使用され、該防炎剤の割合が特に前記構造部品をベースとして５０重量％〜９８重量％である、請求項３８に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温域で難燃剤として使用することができる修飾炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤、並びに低温域及び高温域の両方で防炎剤として使用することができる修飾炭化再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤に関し、それを作製する方法及び難燃剤としてのその使用に更に関する。本発明は防炎材料系及びそれを作製する方法に更に関する。さらに、本発明による防炎剤は更なる用途、例えば断熱及び蓄熱、遮音及び電磁波の遮蔽に、バライトの代替物及び三酸化アンチモンの代替物として使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
火炎抑制
防炎剤は火の拡散を制限する、遅くする又は防ぐことを意図した火炎抑制剤である。
【０００３】
防炎剤は発火の潜在源が存在するあらゆる場所、又は可燃性材料の使用が安全性リスクとなる場合に使用される。
【０００４】
安全性の需要増大、並びに金属及び金属合金の代わりとしての、例えば建築業、航空機及び自動車の製造並びに内装品への高品質プラスチックの使用増加により、防炎剤の必要性が高まっている。
【０００５】
防炎剤の作用機構は以下のような種々の効果に基づく：
材料の熱分解中に生じるガスのラジカル連鎖反応の遮断；
酸素及び熱のアクセスを防ぐための炭化材料（膨張）の保護コーティングの形成；
結合水の吸熱分解又は蒸発の開始による燃焼プロセスの冷却；
不活性ガス状物質（例えば炭酸塩の吸熱分解によって生じるＣＯ２等）による可燃性ガスの希釈；
液化、すなわち火炎帯から流出する溶融物の形成、同時に表面積の低減。
【０００６】
大抵の防炎剤は上記の化学的−物理的効果の１つ又は複数を誘発する。
【０００７】
したがって、以下の４つのタイプの防炎剤が区別される：
添加防炎剤−これは可燃性物質に組み込まれる；
反応性防炎剤−それ自体がプラスチックへの重合により材料の成分となる物質；
内在防炎剤−材料自体が耐炎性である；
コーティング−防炎剤を可燃性物質に外部からコーティングとして塗布する。
【０００８】
この場合、反応性防炎剤にはポリマー系において或る特定の耐炎性を達成するための３つの異なる主要アプローチが存在する：
膨張性ＦＲ（Flame Retardant；難燃剤）系：例えばポリマーを含むメラミン誘導体；
ハロゲンフリーＦＲ系：特に水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、水酸化マグネシウム（ＭＤＨ）、ポリリン酸アンモニウム（ＡＰＰ）；及び／又は、
ハロゲン含有ＦＲ系：例えば三酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）を含むポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及び／又は三酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）及びポリマーを含む有機ハロゲンＦＲ。
【０００９】
重要な反応性防炎剤及び内在防炎剤だけでなく、添加防炎剤も特に分解プロセス中の毒性又は環境に有害なガスの形成による毒性学的理由から批判されており、現在厳しいリスク評価に供されている。このことは特にハロゲン含有防炎剤に当てはまり、いわゆるゼロハロゲン難燃剤（ＯＨＦＲ充填剤）、特に無機防炎剤の大きな需要は重要性を増し続けている。
【００１０】
水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）は量の観点から最も重要な無機耐炎剤である。当初、ＡＴＨはポリオレフィン系、特にいわゆるワイヤー及びケーブル（Ｗ＆Ｃ）用途に使用されていた。
【００１１】
１９７０年代から、これらに対する代替手段、例えばより高い分解温度を有し、同様にポリプロピレン及びポリアミド等の系においてＯＨＦＲ充填剤として使用されてきた水酸化マグネシウム（ＭＤＨ）等が次第に試験されている。ＭＤＨの欠点は一方では比較的高い価格、他方では３００℃を超える加工温度で起こる問題であり、その温度で市販品は既に分解し、水の脱離が生じている。
【００１２】
ＡＴＨと同時にポリリン酸アンモニウム（ＡＰＰ）及びその誘導体が出現したが、これらはとりわけ水分含量の影響を受けやすく（電気部品の浸水試験）、１７０℃の温度で既にアンモニアを放出するという欠点を有する。
【００１３】
技術的熱可塑性物質、例えばポリアミド及びポリエステル等では、イソシアヌル酸メラミン、シアヌル酸メラミン及びポリリン酸メラミン等のメラミン誘導体が水酸化マグネシウムに加えて使用されている。
【００１４】
さらに、例えば所要の燃焼クラス（例えばＵＬ  ９４垂直Ｖ−０）を達成するために必要とされ得る、防炎ポリマー化合物におけるそれぞれのＯＨＦＲ充填剤の最大６５重量％の負荷量では、加工（押出挙動）及び特性プロファイル問題（無充填ポリマーと比較した機械的値及び電気的値の減少）に関して技術的問題が生じる。これらの問題点は更に高い負荷量では実質的に指数関数的に増大し、配合機器及び操作者に対して最大級の要求を突きつける。この記載は、新たなＦＲ試験のより厳密な適用を更に必要とするいわゆる「ユーロクラス」へのＦＲ化合物の分類のためのいわゆる構造物保護指令（「ＣＰＤ」）（ｐｒＥＮ  ５０３９９を参照）に更に当てはまる。このように高い充填度では、防炎ポリマー化合物は実際に技術的に実装することができず、加工することができない。さらに、ＣＰＤに準拠したＯＨＦＲポリマー化合物の開発時には、共力剤としてのいわゆるナノクレイの使用が記載されており、例えばＣｌｏｉｓｉｔｅ（商標）及びＮａｎｏｆｉｌ（商標）という商標で市場に技術的に導入されている。
【００１５】
それにより得られるポリマー化合物系は複雑及び高価なものとなってきているため、本発明者らは完全に異なる経路を取った。
【００１６】
水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）をボーキサイトから抽出するバイヤー法の廃棄物から作製される赤泥は、顕著なＯＨＦＲ特徴を有することが知られている。したがって、以下の記載において、赤泥（ＲＭ）はボーキサイトからのＡＴＨの抽出において生じるバイヤー法の残渣として理解される。
【００１７】
ボーキサイトからＡＴＨを差し引いたものとして或る程度表すことができる赤泥（ＲＭ）は、その化学組成及び鉱物組成、その吸熱特性、そのｐＨ値等に関して極めて不均一な物質である。不均一性の原因は使用されるボーキサイトの異なる組成、中でもバイヤー法がオートクレーブ消化又はチューブ消化のいずれで行われるかによる場合がある。オートクレーブプロセスでは、消化は６バール〜８バールの圧力が確立されるように１７０℃〜１８０℃の温度の３０％〜３５％苛性ソーダ溶液を用いて行われる。チューブ消化プロセスは、温度を２７０℃まで上昇させることによって６時間〜８時間の反応時間を１時間未満へと短縮するために開発された。しかしながら、この温度では反応器の最後に６０バールの水蒸気圧が確立される。より高いチューブ消化の温度は赤泥の組成にも影響を与える。例えば、チューブ消化プロセスの水酸化／酸化水酸化鉄系では、平衡はほぼ完全にヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）へとシフトする。赤泥（ＲＭ）の不均一性のために、その使用の経済的実行可能性は制限され、これを主に廃物として廃棄場所で処分する必要がある。
【００１８】
特許文献１には、ワイヤー及びケーブル分野における技術的用途、又は建設用途及びプラスチック加工用途に費用効率の高いＯＨＦＲ系として好適な修飾再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ）をベースとするＯＨＦＲ系が記載されている。特許文献１に開示の修飾再水和赤泥を用いると、およそ２００℃〜３５０℃の温度範囲で難燃効果を達成することができる。難燃効果は、赤泥の再水和において生じるアルミニウム及び鉄の水酸化物及び酸化水酸化物、例えばギブサイト及びベーマイト又はゲーサイト等が酸化物及び水に分解することからもたらされる。かかる生成物は例えばＰＶＣ又はＥＶＡ（ＰＥ）等のポリマー系に適用される。これまで市場で使用されてきたＡＴＨ又はＡＰＰ等の製品は１８０℃〜２２０℃で反応し、低温製品とみなされる。２２０℃〜３４０℃では、ＭＤＨ及びブルーサイト等の製品が使用され、これらは高温製品とみなされる。再水和によってＲＭから作製される難燃剤（ＭＲ２Ｓ）はおよそ２２０℃〜３５０℃で反応するため、現在慣例の定義には低温域及び高温域の両方が包含される。
【００１９】
しかしながら、本発明では２２０℃〜３５０℃の温度範囲は低温域に分類され、ＭＲ２Ｓは接尾語ＮＴ（低温）が付けられ、ＭＲ２Ｓ−ＮＴと呼ばれる。
【００２０】
しかしながら、より高い温度範囲でその難燃効果を示す物質、いわゆる高温（ＨＴ）難燃剤がますます必要とされている。本発明において、３５０℃〜５００℃の温度範囲は高温域に分類される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１２６４８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
したがって、本発明の目的は高温域、高温域及び低温域の両方で特に有利な形で難燃効果を示す費用効率の高いハロゲンフリー防炎剤を提供することである。
【００２３】
驚くべきことに、高温域に好適なＯＨＦＲ系を特許文献１に記載の再水和とは異なる修飾、すなわち再炭化によって赤泥から作製することができることが見出されている。
【００２４】
酸性媒体中での赤泥の還元により、赤泥中に存在するＦｅ（ＩＩＩ）化合物からＦｅ（ＩＩ）塩溶液を得ることが可能であり、例えばＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３又はＣａＣＯ３の添加によって炭酸鉄（ＩＩ）（シデライト）を沈殿させることができる。理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、赤泥の再炭化により炭酸鉄（ＩＩ）の形成とともに最大で５００℃を超える温度で酸化物及びＣＯ２への分解によってその吸熱効果を示す高温（ＨＴ）防炎剤を得ることができると考える。吸熱反応作用に加えて、放出されたＣＯ２が防炎剤として作用する。
【００２５】
したがって、本発明は、
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比が少なくとも１である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
【００２６】
この生成物は再炭化によって作製されるため、ＭＫＲＳ（修飾再炭化赤泥）と名付けられる。高温難燃剤であることから接尾語ＨＴ（高温）が付けられ、その呼称はＭＫＲＳ−ＨＴとなる。
【００２７】
さらに、高温域及び低温域の両方で好適であるため、非常に広い温度範囲で広く使用可能な難燃剤となる特に有利な無機ハロゲンフリー防炎剤を、再水和及び再炭化によって赤泥から得ることができることが見出されている。
【００２８】
したがって、本発明は、
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比並びに水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が少なくとも１である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
【００２９】
この場合、水酸化／酸化水酸化鉄及び炭酸Ｆｅ（ＩＩ）に加えて、その吸熱特徴に基づいて難燃効果の更なる強化をもたらし得る水酸化／酸化水酸化アルミニウムも存在するのが好ましい。加えて、赤泥の種々の構成要素への相変態も吸熱的に効果を生じ得る。総合すると、このような本発明によるＯＨＦＲ生成物を備えるポリマー化合物では、吸熱反応は１８０℃〜最大５００℃を超える温度範囲にわたって進行する。さらに、難燃剤ＣＯ２が放出される。
【００３０】
また、本発明は、修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する方法であって、
ａ）赤泥を準備する工程と、
ｂ）酸性溶液中で前記赤泥に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物を鉄（ＩＩ）化合物へと還元する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られる鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加する工程であって、炭酸鉄（ＩＩ）（シデライト）を形成する、工程と、
を含む、方法に関する。
【００３１】
また、本発明は、修飾赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する方法であって、
ａ）赤泥（ＲＭ）を準備する工程と、
ｂ）利用可能な出発物質から炭酸鉄（ＩＩ）を別個に作製する工程と、
ｃ）ＲＭと炭酸鉄（ＩＩ）とを混合する工程と、
ｄ）修飾炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）を得る工程と、
を含む、方法に関する。
【００３２】
このようにして、特別な用途特有の特徴を達成するために炭酸鉄（ＩＩ）を物理的及び／又は化学的方法により容易に修飾に供することができる。
【００３３】
また、本発明は、可燃性材料と本発明による防炎剤とを含む防炎材料系に関する。
【００３４】
また、本発明は、可燃性材料、特に可燃性建築材料、ゴム、チップボード材料、プラスチック、特にケーブルシース、ケーブル絶縁化合物又はケーブル充填化合物の難燃剤としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【００３５】
また、本発明は、防炎材料系を作製する方法であって、
ａ）可燃性材料を準備する工程と、
ｂ）前記可燃性材料に本発明による防炎剤をコーティング又はブレンドする工程と、それにより、
ｃ）防炎材料系を得る工程と、
を含む、方法に関する。
【００３６】
さらに、化学修飾した再水和再炭化赤泥及びそれらの混合物はおよそ３．８〜３．９  １０３ｋｇ／ｍ３の密度を有するため、４．４３  １０３ｋｇ／ｍ３の密度を有するＢａＳＯ４（バライト）に近いことが見出されている。その比重のために、ＢａＳＯ４はとりわけプラスチックの重質充填剤としても使用されている。赤泥若しくはその化学修飾変形物であるＭＲ２Ｓ−ＮＴ若しくはＭＫＲＳ−ＨＴ、又はそれらの混合物をバライトの代わりに使用すると、このようにして配合したプラスチックは同時に難燃特性を獲得するため、二重効果が生じる。
【００３７】
さらに、化学修飾した再水和再炭化赤泥及び担体マトリックスと併せたそれらの混合物は遮音効果を示す。このため、プラスチック又は例えば建築材料にこれらの生成物を付加すると、難燃効果に加えて遮音効果ももたらされる。この二重効果は自動車製造及び建築業において使用される場合に特に興味が持たれている。建築材料はスクリード、コンクリート、石膏プラスターボード等の無機製品であってもよく、対応する遮音効果を有するようになる。
【００３８】
さらに、本発明は充填剤、代替物又は代用物、共力剤、熱安定剤、蓄熱材、耐熱材）、断熱材、遮音材、防音及び／又は電磁放射線を減衰させる若しくは遮蔽する材料としての本発明による防炎剤及び／又はそれらの混合物、特に赤泥との混合物の有利な使用に関する。
【００３９】
本発明の有利な更なる発展形態は、いずれの場合にも従属請求項及び実施の形態の主題である。
【００４０】
本発明による実施の形態は下記で言及する特徴の１つ又は複数を有し得る。
【００４１】
幾つか又は全ての本発明による実施の形態は下記で言及する利点の１つ、幾つか又は全てを有し得る。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
「防炎剤」、「難燃化剤」、「難燃剤」及び「ＯＨＦＲ剤」という用語、又は更に略語「ＦＲ」は、本発明において同義語として理解されるものとする。これらの用語は本発明において特に非毒性のハロゲンフリー無機防炎剤、特に修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）又は修飾再炭化再水和赤泥を含むものとして理解される。
【００４３】
本発明において、「低温域」は２２０℃〜３５０℃の温度範囲として理解される。
【００４４】
本発明において、「高温域」は３５０℃〜５００℃の温度範囲として理解される。
【００４５】
「防炎材料系」という用語は、物体中に存在する可燃性材料の火又は熱による発火を防ぐ又は遅くするために、可燃性材料を難燃化剤と接触させた物体を意味するものとして理解される。特に、難燃化剤は、例えばブレンド又はコーティングによって可燃性材料と永久的に結合している。
【００４６】
「可燃性材料」又は「燃焼性材料」は可燃性又は燃焼性の任意の材料、特にポリマー及び不揮発性炭化水素として理解される。例はアクリル分散液、アクリル樹脂、エラストマー、エポキシ樹脂、ラテックス分散液、メラミン樹脂、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＰＥコポリマー、熱可塑性ＰＥコポリマー、架橋ＰＥコポリマー、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂（ＵＰ）、ポリウレタン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＰＶＣプラスチゾル、熱可塑性エラストマー、例えばＴＰＥ、ＴＰＡ、ＴＰＵ等、ビニルエステル樹脂及びビチューメンである。「可燃性」及び「燃焼性」は本明細書中で同義語として理解される。
【００４７】
赤泥（ＲＭ）は、ボーキサイトからのＡＴＨの抽出において生じるバイヤー法の残渣として理解される。赤泥に関する更なる情報は、特許文献１に見ることができる（その開示が引用することにより本明細書の一部をなすものとする）。修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）は、赤泥（ＲＭ）から再炭化により作製され、任意に乾燥、粉砕、他の物質の混合、表面のコーティング等を行った生成物として理解される。修飾再炭化再水和赤泥は、赤泥（ＲＭ）から再炭化及び再水和によって作製され、任意に乾燥、粉砕、他の物質の混合、表面のコーティング等を行った生成物として理解される。
【００４８】
本発明は、
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−Ｈａｔ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比が少なくとも１である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
【００４９】
修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤では、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比は好ましくは少なくとも１、より好ましくは少なくとも２、より好ましくは少なくとも３、より好ましくは少なくとも４、より好ましくは少なくとも５、より好ましくは少なくとも７、より好ましくは少なくとも９、より好ましくは少なくとも１９である。明確にするために、例えば酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比が１９に相当する場合、全ての鉄化合物が炭酸Ｆｅ（ＩＩ）又は酸化鉄として存在すると仮定すると、鉄化合物の９５重量％が炭酸Ｆｅ（ＩＩ）として存在し、鉄化合物の５重量％が酸化鉄として存在する。
【００５０】
また、本発明は、
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比並びに水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が少なくとも１である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
【００５１】
修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤では、酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）及び水酸化／酸化水酸化鉄の重量比は好ましくは少なくとも１、より好ましくは少なくとも２、より好ましくは少なくとも３、より好ましくは少なくとも４、より好ましくは少なくとも５、より好ましくは少なくとも７、より好ましくは少なくとも９、より好ましくは少なくとも１９である。
【００５２】
明確にするために、例えば酸化鉄に対する炭酸Ｆｅ（ＩＩ）の重量比が２に相当し、酸化鉄に対する水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が同様に２に相当する場合、全ての鉄化合物が炭酸Ｆｅ（ＩＩ）、水酸化鉄、酸化水酸化鉄又は酸化鉄として存在すると仮定すると、鉄化合物の４０重量％が炭酸Ｆｅ（ＩＩ）として存在し、鉄化合物の４０重量％が水酸化鉄又は酸化水酸化鉄として存在し、鉄化合物の２０重量％が酸化鉄として存在する。
【００５３】
修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤では、水酸化／酸化水酸化鉄及び炭酸Ｆｅ（ＩＩ）に加えて、その吸熱特徴に基づいて難燃効果の更なる強化をもたらし得る水酸化／酸化水酸化アルミニウムも存在するのが好ましい。この場合、酸化アルミニウムに対する水酸化アルミニウム及び酸化水酸化アルミニウムの総量の重量比は好ましくは少なくとも１、より好ましくは少なくとも１．５、より好ましくは少なくとも２、より好ましくは少なくとも３、より好ましくは少なくとも４、より好ましくは少なくとも５、より好ましくは少なくとも７、より好ましくは少なくとも９、より好ましくは少なくとも１９である。
【００５４】
明示的に指定されない限り、以下の記載は、修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤及び修飾再炭化再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）から作製される本発明による無機ハロゲンフリー防炎剤の両方に適用され、これらはまとめて下記で簡潔に「修飾赤泥」又は「（本発明による）防炎剤」とも表記される。
【００５５】
修飾赤泥の鉱物組成は、
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタン、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
を含む。
【００５６】
この場合、修飾赤泥の鉱物組成は１０重量％〜４５重量％、３０重量％〜５０重量％又は２０重量％〜４０重量％の鉄化合物を含み得る。
【００５７】
この場合、鉱物組成は１２重量％〜３０重量％、２０重量％〜３５重量％又は１５重量％〜２５重量％のアルミニウム化合物を含み得る。
【００５８】
この場合、鉱物組成は５重量％〜１５重量％、８重量％〜１７重量％又は７重量％〜１６重量％のケイ素化合物、特にＳｉＯ２を含み得る。
【００５９】
この場合、鉱物組成は４重量％〜１０重量％、２重量％〜８重量％又は３重量％〜９重量％の二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含み得る。
【００６０】
この場合、鉱物組成は１重量％〜６重量％、０．５重量％〜２．５重量％又は０．６重量％〜１．５重量％のカルシウム化合物、特にＣａＯを含み得る。
【００６１】
この場合、上記に与えられる範囲の各々を組み合わせることができる。
【００６２】
「不可避的不純物」は出発材料、例えばバイヤー法に供したボーキサイト中に不純物として生じる構成要素、又は製造許容差のために生成物中に生じる若しくは導入される不純物であるものとして理解される。特に、序論にて言及した赤泥の不均一性から、かかる不純物は避けられない。しかしながら、かかる不純物は修飾赤泥の難燃効果に決定的に寄与するものではない。
【００６３】
本発明の変更形態において、修飾赤泥中のＮａ２Ｏの重量パーセントで表される水溶性ナトリウム化合物の割合は０．０３重量％を超えない、好ましくは０．００３重量％〜０．０３重量％である。
【００６４】
本発明の更なる変更形態において、修飾赤泥の平均粒径（ｄ５０）は５０μｍを超えない、好ましくは０．５μｍ〜１０μｍ又は１μｍ〜５μｍ（マイクロスケールの修飾赤泥）又は１００ｎｍ〜９００ｎｍ又は２００ｎｍ〜７５０ｎｍ（ナノスケールの修飾赤泥）である。
【００６５】
本発明の更なる変更形態において、修飾赤泥の残留水分含量は０．４重量％を超えない、好ましくは０．３重量％を超えない、好ましくは０．２重量％を超えない。
【００６６】
赤泥の化学組成を表１に示し、ＭＫＲＳ−ＨＴの化学組成を表２に示し、修飾再炭化再水和赤泥の化学組成を表３に示す（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）。
【００６７】
【表１】
2016510352.tif 000003
【００６８】
【表２】
2016510352.tif 000004
【００６９】
【表３】
2016510352.tif 000005
【００７０】
また、前記修飾赤泥の表面に、該修飾赤泥の粒子とポリマーマトリックスとの相溶性を改善する少なくとも１つの物質を付加することが好ましい。このようにして、概してポリマーマトリックスを含む保護すべき可燃性材料への修飾赤泥の組込みを簡易化することができ、構成部分の接着を改善することができる。同様に、このようにして、ポリマー化合物の特徴的なプロファイルを標的化方式で制御することができる。
【００７１】
この場合、前記物質がオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸誘導体、軟化剤、オリゴマー及びポリマー前駆体、アイオノマー、ホウ酸並びにその金属塩及び誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、又はそれらの組合せからなる群から選択される表面修飾剤であることが有利である。
【００７２】
更に好ましい実施の形態では、防炎剤が、共力剤、特に有機粘土（ナノクレイ）、スズ化合物及びホウ酸塩と組み合わせて与えられる。
【００７３】
同様に、防炎剤が最大７０重量％、好ましくは５重量％〜６０重量％、より好ましくは１０重量％〜５０重量％、より好ましくは１５重量％〜４０重量％の割合で少なくとも１つの更なる難燃添加剤を更に含有することが好ましい。
【００７４】
更なる特に好適な難燃添加剤が吸熱反応物質、好ましくは水酸化アルミニウム、ベーマイト、ギブサイト、ゲーサイト、水酸化マグネシウム、ハンタイト、ブルーサイト又はそれらの混合物からなる群から選択される吸熱反応物質である。
【００７５】
また、本発明は、可燃性材料、特に可燃性建築材料、ゴム、チップボード材料、プラスチック、特にケーブルシース、ケーブル絶縁化合物又はケーブル充填化合物の難燃剤としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【００７６】
さらに、本発明は、可燃性材料と本発明による防炎剤とを含む防炎材料系に関する。
【００７７】
可燃性材料を特に建築材料、ゴム製品、チップボード、ファサードクラッド又はプラスチック製品、特にケーブルシース、ケーブル絶縁化合物又はケーブル充填化合物とすることができる。
【００７８】
防炎材料系は好ましくは３重量％〜９５重量％、より好ましくは５重量％〜９０重量％、より好ましくは１０重量％〜８０重量％、より好ましくは２０重量％〜７５重量％、より好ましくは２５重量％〜７０重量％、特に３０重量％〜６０重量％の割合で防炎剤を含有する。
【００７９】
変更形態において、防炎材料系に使用される防炎剤は本発明による修飾赤泥を３０重量％〜１００重量％、より好ましくは４０重量％〜９５重量％、より好ましくは５０重量％〜９０重量％、より好ましくは６０重量％〜８５重量％の割合で含むのが好ましく、０重量％〜７０重量％、好ましくは５重量％〜６０重量％、より好ましくは１０重量％〜５０重量％、より好ましくは１５重量％〜４０重量％というそれぞれの残存割合は更なる難燃組成物によって形成される。この場合、更なる難燃組成物がＡＰＰ、ＭＣ、ＭＩＣ等の有機非毒性吸熱反応物質及び／又は共力剤を含むのが有利である。この場合、更なる難燃組成物が含水塩、水酸化物、酸化水酸化物、並びに炭酸塩、オキシ炭酸塩及びヒドロキシ炭酸塩を含むのが同様に有利である。
【００８０】
また、本発明は、防炎材料系を作製する方法であって、
ａ）可燃性材料を準備する工程と、
ｂ）前記可燃性材料に本発明による防炎剤をコーティング又はブレンドする工程と、それにより、
ｃ）防炎材料系を得る工程と、
を含む、方法に関する。
【００８１】
この場合、工程ｂ）において防炎剤をコーティング又はブレンドする前に、好ましくは共力剤、特に有機粘土（ナノクレイ）、スズ化合物及びホウ酸塩、及び／又は少なくとも１つの更なる難燃添加剤とともに物理的に処理する、特に粉砕又は解砕するのが有利である。
【００８２】
工程ｂ）において言及される防炎剤を表面修飾に供するのが好ましい。これは好ましくは可燃性材料のコーティング又はブレンドの前に行われる。
【００８３】
防炎剤の表面修飾はオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸誘導体、軟化剤、オリゴマー及びポリマー前駆体、アイオノマー、ホウ酸並びにその金属塩及び誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、又はそれらの組合せからなる群から選択される表面修飾剤を防炎剤の表面に付加することを含むのが好ましい。
【００８４】
特に本発明による防炎剤を弾性、熱可塑性及び熱硬化性の系に使用する場合、いわゆる「マスターバッチ」（活性物質濃縮物）の形態の共力剤を液体、ペースト又は粒質物の形態で加工中に添加することも同様に有利である。
【００８５】
修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する本発明による方法は、
ａ）赤泥を準備する工程と、
ｂ）酸性溶液中で赤泥に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物を鉄（ＩＩ）化合物へと還元する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られる鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加する工程であって、炭酸鉄（ＩＩ）（シデライト）を形成する、工程と、
を含む。
【００８６】
工程ｂ）に使用することができる好ましい還元剤は硫黄含有還元剤、特に（Ｎａ２Ｓ２Ｏ４）及び二酸化硫黄（ＳＯ２）である。
【００８７】
工程ｂ）に従う赤泥に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物の鉄（ＩＩ）化合物への還元は、例えば４〜６のｐＨ値、特に４．５〜５．５のｐＨ値の弱酸性溶液中で行うのが好ましい。
【００８８】
工程ｃ）に使用することができる好ましい炭酸塩化合物はアルカリ炭酸塩、アルカリ水素炭酸塩及びアルカリ土類炭酸塩、特に炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である。専門知識に基づいて当業者には明らかなように、工程ｂ）において得られる酸性鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液のｐＨ値は、炭酸塩化合物の添加によって炭酸鉄（ＩＩ）（シデライト）を得るために、適切な場合に工程ｃ）の前に好適な方法で調整する必要がある。
【００８９】
修飾再炭化再水和赤泥から作製される本発明による無機ハロゲンフリー防炎剤は、例えば上記のような修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）及び例えば特許文献１（その開示全体が引用することにより本明細書の一部をなすものとする）に記載のような修飾再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を別々に作製した後、混合して修飾再炭化再水和赤泥を得ることで作製することができる。
【００９０】
しかしながら、好適な反応の実行によって、再水和及び再炭化の両方を赤泥において進行させ、修飾再炭化再水和赤泥を得ることも可能である。修飾を一方又は他方の方向への標的化方式で導くために、例えば（酸化）不活性プロセスガス下で反応を実行し、特別に乾燥させた直後に、シデライトの方向に好ましい修飾のための表面修飾（「シーリング」）を行うような好適な技術的手段を採用することができる。一方で、主にゲーサイトを作製する場合、Ｆｅ（ＩＩ）塩溶液をＦｅ（ＩＩＩ）塩溶液へと酸化する大気酸素又は代替的にはオゾンを用いて反応を進行させる。ｐＨ値が上昇するにつれてゲーサイトが生成し、これを同様に乾燥させ、表面にシーリングすることができる。
【００９１】
さらに、表面修飾／シーリングは、界面相中のポリマー分子のＯＨＦＲ難燃剤への最適な接着を保証するのに役立つ。このようにして、化合物の特徴を標的化方式で制御する。
【００９２】
不活性ガス下での又は大気酸素による標的化したプロセス管理、乾燥及び表面修飾によって、所要の用途に合わせた再炭化再水和赤泥を作製することが可能である。
【００９３】
いわゆる不活性プロセスガス／保護ガスはいかなる酸化成分、とりわけ（大気）酸素も含まないものとする。特に、等量の窒素及びアルゴン（ＴＩＧ溶接品質が十分である）から構成され、循環するプロセスガスが使用される。
【００９４】
修飾（再）炭化再水和ＲＭ又は修飾（再）炭化ＲＭから作製される本発明による無機ハロゲンフリー防炎剤は、ＲＭを単に再水和し、鉄（ＩＩＩ）又は鉄（ＩＩ）化合物を単独で炭酸鉄（ＩＩ）へと変換した後、両方の化合物を任意の形態で混合して作製することができる。単独で作製した炭酸鉄（ＩＩ）を、特別な用途特有の効果を達成するために物理的及び／又は化学的に処理することができる。どちらの方法でも最終生成物を化学的に同一となるように作製することができる。
【００９５】
実施例、実験及び更なる実施の形態を下記に記載するが、これらは本発明を限定するものではない。それどころか、これらは本発明による教示及びその利点の明確化に役立つものである。
【００９６】
修飾赤泥の作製：
実施例
実施例１
Ｆｅ２Ｏ３含量が４０％（１．６ｇのＦｅ２Ｏ３＝０．０１ｍｏｌ）の赤泥４ｇを、ビーカー内で６０ｍｌの濃塩酸（０．６ｍｏｌ）と混合し、室温で２４時間撹拌した。
【００９７】
この期間後に、３．２ｇの残渣を分離することができた。すなわち０．８ｇのＦｅ２Ｏ３を溶解した（５０％）。比較的長い撹拌時間及び高い温度で、更なるＦｅ２Ｏ３を溶解することができる。
【００９８】
濾過溶液のｐＨ値を希ＮａＯＨ（水１００ｍｌ中０．５ｍｏｌのＮａＯＨ）で４．５に合わせた。次いで、５０ｍｌのＨ２Ｏ中０．０５ｍｏｌのＮａ２ＳＯ３・７Ｈ２Ｏ（１．３ｇ）を添加した。数時間後、黄色の溶液がほぼ無色となった。０．８ｇのＮａ２ＣＯ３の添加によって１．２ｇの沈殿物がこの溶液から生じた。ＰＸＲＤによると、この生成物は各５０％のシデライト及びゲーサイトからなるものであった。比較的長い期間の後、沈殿生成物は初め緑色がかっており、次いで褐色となる。すなわち、炭酸Ｆｅ（ＩＩ）が空気中でＦｅ（ＩＩＩ）化合物へと酸化する。一方で、酸素を排除すると、長時間安定を保つシデライトが主に沈殿する。
【００９９】
このため、不活性条件下でシデライトが沈殿し、酸化条件下で最終的にゲーサイトが沈殿することが明らかである。シデライト及びゲーサイトを含有する中間段階を任意の時点で妨害することができ、乾燥させ、表面をシーリングすることができる。
【０１００】
実施例２
使用する機器は相応に装備された噴霧塔（NIRO Atomizer，Copenhagen）であるのが好ましい。この場合、乾燥させ、任意に同時に表面修飾した材料を例えば表面修飾「Ａ」（下記を参照されたい）に従ってマイクロスケールで作製する。ナノスケール材料が用途特有の理由で必要とされる場合、旋回フリューダイザーを用いて乾燥した後、下流に接続した流動ミキサー／高速ミキサーで表面コーティングを行うことができる。
【０１０１】
噴霧塔：
乾燥、粒度分布曲線（トップカット；ｄ９０、ｄ５０及びｄ１０）の設定、及び任意に材料の表面修飾は噴霧塔で行うのが好ましい。
【０１０２】
本明細書中で例示した場合、すなわち表面修飾「Ａ」を用いる場合には、広い範囲内で変化し得る例えば５０％の固形分を導入するスラリーに、激しく撹拌しながら適切な量のアミノプロピルトリエトキシシラン（固形分ベースで１重量％のＡＭＥＯ（Evonik/Degussa）；「表面修飾」の項を参照されたい）を添加する。オルガノシランは加水分解によってオリゴ−オルガノシラノールへと反応し、これが乾燥させる材料の表面へと吸着し、定着し、共有結合を形成する（Edwin S. Plueddeman, Silane Technology, Elsevier, NY, USAを参照されたい）。
【０１０３】
更に０．３重量％（固形分ベース）のＤＩＳＰＥＸ  Ａ  ８０をスラリーに分散剤及び液化剤として添加し、最初の段階で圧送可能なスラリーとする。
【０１０４】
二次粒径（すなわち所要の凝集度）をプロセスガスの入口温度（典型的には５００℃〜３００℃）及び出口温度（典型的には１２０℃〜６０℃）、噴霧盤回転速度、ノズル開口部の数及び配置、スラリー濃度（固形分）を超えての範囲内のスラリーの１時間当たりの処理量を変更することによって設定する。
【０１０５】
噴霧塔をアミノシラン表面修飾なしに使用する場合、ＭＲ２Ｓ−ＮＴ又はＭＫＲＳ−ＨＴを最適化ゲーサイト又はシデライト含量（上記のプロセス管理に従う所望の最適化に応じて異なる）を用いてマイクロスケールで作製する。
【０１０６】
任意に「解砕」を下流に接続したピン止めディスクミル（Fa. Alpine）で行う。すなわち、平均粒径を１μｍ〜１．５μｍの帯域幅に設定する（ｄ５０）。
【０１０７】
粒度分布曲線は微粉化沈降水酸化アルミニウム、例えばＭＡＲＴＩＮＡＬ  ＯＬ  １０４（Martinswerk/Albemarle）又はＳＵＰＥＲＦＩＮＥ  ＳＦ４ＥＳＤ（Alcan Ltd.）等、又は合成水酸化マグネシウム、例えばＭＡＧＮＩＦＩＮ  Ｈ５（Magnesit Prod. Gesellschaft）等の粒度分布曲線にほぼ一致する。
【０１０８】
この粒度分布曲線は大半の熱可塑性及び熱硬化性ポリマー系並びにゴム系への実質的に最適な配合を可能にする。同じことが全ての熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）系に当てはまる。
【０１０９】
旋回フリューダイザー：
ナノスケール生成物の乾燥及び調整は、旋回フリューダイザー内で行うのが好ましい。
【０１１０】
任意の表面修飾は下流に接続した流動ミキサー（高速ミキサー）内でのみ行う。
【０１１１】
この場合、固体、液体又はペースト状の粘稠度の複数の表面修飾剤を使用することができる。ＭＲ２Ｓ−ＮＴ又はＭＫＲＳ−ＨＴ等のＯＨＦＲ系の表面上でのｉｎ  ｓｉｔｕ重合が可能である。
【０１１２】
旋回フリューダイザーにおいて、噴霧塔と同じプロセスガス条件下で、本発明による材料を、周波数制御モノスクリューを用いて反応チャンバに移送する。相応に構成された器具によりプロセスガス中の乾燥させる材料が分けられ、ナノスケール一次粒子が主に作製される。
【０１１３】
生成物がナノスケールで生じるようにプロセスを１時間当たりの処理量、プロセスガスの入口温度及び出口温度、並びに制御変数として選択される本発明による材料の残留水分含量、並びに器具の構成及び回転速度によって標的化方式で制御する。
【０１１４】
表面修飾を行うべき場合には、乾燥材料（通常は０．０５％の残留水分含量）を、回転弁を用いて下流に接続した流動ミキサーに計量し、「表面修飾Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ」の記載に従ってコーティングする。
【０１１５】
この場合、流動ミキサー内でおよそ５０℃平衡まで冷却した最適化ＭＲ２Ｓ−ＮＴ又はＭＫＲＳ−ＨＴの出口温度（典型的には８０℃）を使用すると、材料混合物がそれぞれの反応温度まで迅速に加熱されることから、表面修飾プロセスがより効果的に設定される。
【０１１６】
冷却ミキサーにより生成物を室温まで冷却し、中間サイロ貯蔵を行うことなく即座に生成物を袋詰めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
ＤＴＡ及びＴＧ分析
【図１】赤泥（比較例）のＤＴＡ及びＴＧ曲線を示す図である。２２０℃〜３５０℃ではギブサイト／ベーマイト及びゲーサイトの残渣に起因する吸熱反応を見ることができる。赤泥では、アルミニウム及び鉄の水酸化物／酸化水酸化物の分解間隔は幾らか高い温度範囲へとシフトする。
【図２】ギブサイトの方向に再水和した赤泥（参照例）のＤＴＡ及びＴＧ曲線を示す図である。この場合、ゲーサイトが更に生じる。吸熱反応は２１０℃〜３５０℃で起こる。
【図３】ゲーサイトの方向に再水和した赤泥（参照例）のＤＴＡ及びＴＧ曲線を示す図である。この場合、ギブサイトが更に生じる。吸熱反応は２１０℃〜３５０℃で起こる。
【図４】シデライトの方向に再炭化した赤泥（本発明による実施例：修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ））のＤＴＡ及びＴＧ曲線を示す図である。吸熱反応は３５０℃〜５００℃、すなわち高温域で起こる。
【図５】ゲーサイトの方向に再水和し、更にシデライトの方向に再炭化した赤泥（本発明による実施例：修飾再炭化再水和赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ／ＭＲ２Ｓ−ＮＴ））のＤＴＡ及びＴＧ曲線を示す図である。水酸化物／酸化水酸化物ゲーサイト／ギブサイトの吸熱反応は低温域（ＬＴ）の２２０℃〜３５０℃、シデライトの吸熱反応は高温域（ＨＴ）のおよそ３５０℃〜５００℃で起こる。このため、このタイプの生成物はおよそ２２０℃〜５００℃で吸熱反応を示す。Ｘ線分析：
【図６】ギブサイトの方向に再水和した赤泥のＸ線図である（図表１）（図２のＤＴＡ及びＴＧ曲線を参照）。線図は以下のものを示す：        線図Ａ：タイプ：２Ｔｈ／Ｔｈロック−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０４０度−ステップ時間：１０．ｓ−温度：２５℃（室温）−開始時間：１５ｓ−２−シータ：５．０００度−シータ：２．５００度−カイ：０．００度−ファイ：０．００度  Ｘ：０．０ｍｍ  オペレーション：インポート        線図Ｂ：タイプ：２Ｔｈ／Ｔｈロック−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０４０度−ステップ時間：１０．ｓ−温度：２５℃（室温）−開始時間：１５ｓ−２−シータ：５．０００度−シータ：２．５００度−カイ：０．００度−ファイ：０．００度−Ｘ：０．０ｍｍ  オペレーション：Ｙ  Ｓｃａｌｅ  Ａｄｄ  １２５  Ｉ  バックグラウンド０．０００，１．０００  Ｉ  Ｙ  Ｓｃａｌｅ  Ｍｕｌ  ２．０００  Ｉ  スムース０．１６１  Ｉ  インポート        凡例：■００  ０３３  ０６６４（＊）−合成ヘマタイト−Ｆｅ２Ｏ３−Ｙ：１．３６％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−Ｒｈｏｍｂｏ．Ｈ．ａｘｅｓ−ａ  ５．０３５６０−ｂ  ５．０３５６０−ｃ  １３．７４８９０−アルファ  ９０，０００−ベータ  ９０，０００−ガンマ  １２０，０００−プリミティブ−Ｒ−３ｃ（１６７）−６−３０１，９２６−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ        ●０１−０７０−２０３８（Ｃ）−ギブサイト−Ａｌ（ＯＨ）３−Ｙ：７．８０％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−単斜晶系−ａ  ８．６８４００−ｂ  ５．０７８００−ｃ  ９．７３６００−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９４．５４０−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐ２１／ｎ（１４）−８−４２７．９８５−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ  １．８−Ｆ３０＝６        ▲  ００−０４９−０００７（＊）−ケイ酸ナトリウムアルミニウム−Ｎａ１．１５Ａｌ１．１５Ｓｉ０．８５０４−Ｙ：０．６５％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−斜方晶系−ａ  １０．３０８００−ｂ  １４．２２６００−ｃ  １０．２１４００−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐｃ２１ｂ
【図７】ゲーサイトの方向に再水和した赤泥のＸ線図を示す（図表２）（図３のＤＴＡ及びＴＧ曲線を参照）。線図は以下のものを示す：        線図Ａ：タイプ：ＰＳＤ高速スキャン−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０４０度−ステップ時間：１．ｓ−温度：２５℃（室温）−開始時間：１７ｓ−２−シータ：５．０００度−シータ：１．５４４度−ファイ：０．００度−Ａｕｘ１：０  ０Ａｕｘ１：０  ０−Ａｕ  オペレーション：Ｙ  Ｓｃａｌｅ  Ａｄｄ  ８３  〜  レンジＯｐ．  Ａ＋Ｂ  インポート        線図Ｂ：タイプ：２Ｔｈ／Ｔｈロック−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０４０度−ステップ時間：１０．ｓ−温度：２５℃（室温）−開始時間：１５ｓ−２−シータ：５．０００度−シータ：２．５００度−カイ：０．００度−ファイ：０．００度  オペレーション：インポート        凡例：■００−０３３−０６６４（＊）−合成ヘマタイト−Ｆｅ２０３−Ｙ：２１．６２％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−Ｒｈｏｍｂｏ．Ｈ．ａｘｅｓ−ａ  ５．０３５６０−ｂ  ５．０３５６０−ｃ  １３．７４８９０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  １２０．０００−プリミティブ−Ｒ−３ｃ（１６７）−６−３０１．９        ▼００−０２１−１２７６（＊）−合成ルチル−ＴｉＯ２−Ｙ：８．９４％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−正方晶系−ａ  ４．５９３３０−ｂ  ４．５９３３０−ｃ  ２．９５９２０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐ４２／ｍｎｍ（１３６）−２−６２．４３４４−Ｉ／Ｉｃ        ▲▲０１−０８１−０４６３（Ｃ）−合成ゲーサイト−ＦｅＯ（ＯＨ）−Ｙ：３４．２１％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６  −斜方晶系−ａ  ４．６１５８０−ｂ  ９．９５４５０−ｃ  ３．０２３３０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐｂｎｍ（６２）−４−１３８．９１５
【図８】シデライトの方向に再炭化した赤泥のＸ線図である（図表３）（図４のＤＴＡ及びＴＧ曲線を参照）。線図は以下のものを示す：        線図Ａ：タイプ：２Ｔｈ／Ｔｈロック−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０２０度−ステップ時間：１６．ｓ−温度：２５℃（室温）−開始時間：１５ｓ−２−シータ：５．０００度−シータ：２．５００度−カイ：０．００度−ファイ：０．００度−Ｘ：０  オペレーション：Ｙ  Ｓｃａｌｅ  Ａｄｄ  １６７  Ｉ  インポート        線図Ｂ：タイプ：２Ｔｈ／Ｔｈロック−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０４０度−ステップ時間：１０．ｓ  温度：２５℃（室温）−開始時間：１６ｓ−２−シータ：５．０００度−シータ：２．５００度−カイ：０．００度−ファイ：０．００度−Ｘ：０．０ｍｍ−Ｙ：オペレーション：インポート        凡例：■００−０３３−０６６４（＊）−合成ヘマタイト−Ｆｅ２Ｏ３−Ｙ：１．８３％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−Ｒｈｏｍｂｏ．Ｈ．ａｘｅｓ−ａ  ５．０３５６０−ｂ  ５．０３５６０−ｃ  １３．７４８９０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００  −ガンマ  １２０．０００−プリミティブ−Ｒ−３ｃ（１６７）−６−３０１．９２６−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ        ◆０１−０８３−１７６４（Ｃ）−シデライト−Ｆｅ（ＣＯ３）−Ｙ：４．７９％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−Ｒｈｏｍｂｏ．Ｈ．ａｘｅｓ−ａ  ４．６９１  ６０−ｂ  ４．６９１６０−ｃ  １５．３７９６０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００  ガンマ  １２０．０００−プリミティブ−Ｒ−３ｃ（１６７）−６−２９３．１６９−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ  ３．６        ▲００−０４９−０００７（＊）−ケイ酸ナトリウムアルミニウム−Ｎａ１．１５Ａｌ１．１５Ｓｉ０．８５０４−Ｙ：０．５３％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−斜方晶系−ａ  １０．３０８００−ｂ  １４．２２６００−ｃ  １０．２１４００−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐｃ２１ｂ（        ▼００−０２１−１２７６（＊）−合成ルチル−ＴｉＯ２−Ｙ：０．４９％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−正方晶系−ａ  ４．５９３３０−ｂ  ４．５９３３０−ｃ  ２．９５９２０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐ４２／ｍｎｍ（１３６）−２−６２．４３４４−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ  ３．４−Ｆ３
【図９】シデライトの方向に再炭化し、かつゲーサイトの方向に再水和した赤泥のＸ線図である（図表４）（図５のＤＴＡ及びＴＧ曲線を参照）。線図は以下のものを示す：        線図：３３％赤泥＋３３％シデライト＋３３％ゲーサイト−タイプ：２Ｔｈ／Ｔｈロック−開始：５．０００度−終了：７０．０００度−ステップ：０．０４０度−ステップ時間：１０．ｓ−温度：２５℃（室温）−開始時間：１４ｓ−２シータ：５．０００度−シータ  オペレーション：インポート        凡例：■００−０３３−０６６４（＊）−合成ヘマタイト−Ｆｅ２Ｏ３−Ｙ：１．３６％、−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−Ｒｈｏｍｂｏ．Ｈ．ａｘｅｓ−ａ  ５．０３５６０−ｂ  ５．０３５６０−ｃ  １３．７４８９０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  １２０．０００−プリミティブ−Ｒ  ３ｃ（１６７）−６−３０１．９２６−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ        ◆０１−０８３−１７６４（Ｃ）−シデライト−Ｆｅ（ＣＯ３）−Ｙ：６．２２％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−Ｒｈｏｍｂｏ．Ｈ．ａｘｅｓ−ａ  ４．６９１  ６０−ｂ  ４．６９１６０−ｃ  １５．３７９６０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  １２０．０００−プリミティブ−Ｒ−３ｃ（１６７）−６−２９３．１６９−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ  ３．６        ▼００−０２１−１２７６（＊）−合成ルチル−ＴｉＯ２−Ｙ：０．６９％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−正方晶系−ａ  ４．５９３３０−ｂ  ４．５９３３０−ｃ  ２．９５９２０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐ４２／ｍｎｍ（１３６）−２−６２．４３４４−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ  ３．４−Ｓ        ▲▲０１−０８１−０４６３（Ｃ）−ゲーサイト−ＦｅＯ（ＯＨ）−Ｙ：３．９５％−ｄ  ｘ  ｂｙ：１．−ＷＬ：１．５４０６−斜方晶系−ａ  ４．６１５８０−ｂ  ９．９５４５０−ｃ  ３．０２３３０−アルファ  ９０．０００−ベータ  ９０．０００−ガンマ  ９０．０００−プリミティブ−Ｐｂｎｍ（６２）−４−１３８．９１  ５−Ｉ／Ｉｃ  ＰＤＦ  ２．
【発明を実施するための形態】
【０１１８】
論考
粉末形態のサンプルの相組成の定性的及び定量的決定の標準方法は粉末Ｘ線回折法である。これは、天然の材料及び合成的に作製された材料の両方から原子構造及び結晶構造に関して詳細な情報を提供することもできる汎用的非破壊方法である。この場合、各々の結晶性材料はＸ線放射を照射すると、サイズ、対称性及び原子構造によって規定され、明確な同定に使用することができる固有の特徴的な回折パターンを示す。
【０１１９】
「熱分析」という表現は、温度に応じた化合物の化学的及び／又は物理的特徴を測定する方法を包含する。この場合、温度及び／又は時間に応じたサンプル質量の変化を熱重量分析（ＴＧ）によって測定する。測定器に組み入れた熱天秤がこの目的に適う。一方で、示差熱分析（ＤＴＡ）では、定量的及び定性的分析のために相転移の特徴的な熱エネルギー転換を用いる。この場合、サンプルの温度を参照物質の温度と比較する。
【０１２０】
Ｘ線図並びにＤＴＡ及びＴＧ曲線により、赤泥を再水和し、更には再炭化することができることが実証される。いずれの場合にも、チューブ消化装置（２７０℃／６０バール）で生成される赤泥を使用した。
【０１２１】
再炭化ではシデライトが主に生じ、再水和では主にギブサイト／ベーマイト、とりわけゲーサイトが生じる。
【０１２２】
これらの生成物の作製では、第１の工程で赤泥が酸性溶液中で還元された。第２の工程では、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３又はＣａＣＯ３の添加による酸化的に不活性の条件を受けてシデライトがこの溶液から沈殿した。ギブサイト又はゲーサイトの方向への最適化が必要とされる場合、ゲーサイト及びギブサイトを酸化条件下でのｐＨ値の増大によって沈殿させる。
【０１２３】
したがって総合すると、また本発明によれば、その吸熱難燃効果を２１０℃〜３１０℃又は３５０℃〜５００℃の範囲で示すＯＨＦＲ系を再水和又は再炭化によって赤泥から作製することができる。
【０１２４】
このため、再炭化及び再水和を交互に配置すること又は再炭化赤泥及び再水和赤泥の混合によって、全てのタイプのプラスチック系に適合したＯＨＦＲ生成物が低温域及び高温域の両方で作製される。
【０１２５】
図面から、主にギブサイト／ベーマイト及びゲーサイト／レピドクロサイト／アカガネイトの方向又は主にシデライトの方向に修飾された修飾再水和又は修飾再炭化赤泥が熱分解される方法、及びこれが生じる温度範囲が明らかである。
【０１２６】
この場合、それぞれの酸化物及び水がアルミニウム及び鉄の水酸化物又は酸化水酸化物から生じ、対応する酸化物及びＣＯ２が炭酸鉄（ＩＩ）から生じる。生じるＣＯ２は更に消火剤として作用する。
【０１２７】
特に、シデライトは水酸化物及び酸化水酸化物が既に分解されている温度範囲で分解され、耐炎に効果的に寄与することができない。
【０１２８】
シデライトの顕著に高い分解温度は、ＵＬ  ９４垂直に従う試験中に、水酸化物及び酸化水酸化物の完全な脱水後に燃焼プロセスが再度生じ得る限りにおいて有利である。このため、高いシデライト含量について最適化したＭＫＲＳ−ＨＴでは、好適なＯＨＦＲ難燃剤をより高い温度範囲で利用可能である。
【０１２９】
総合すると、ＡＴＨ又はゲーサイト、レピドクロサイト、アカガネイト等の低温ＯＨＦＲ剤と、好ましくは炭酸鉄（ＩＩ）等の高温ＯＨＦＲ剤との巧妙な組合せによって、必要な耐炎効果又はそれぞれの系に固有の火の拡散を、最適なＯＨＦＲ効果が各々のポリマー系又はそれぞれのＦＲ化合物系について達成されるように制御することができるＦＲ系を開発する可能性がもたらされる。
【０１３０】
このため、本発明によると、修飾再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）及び／又は再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）を用いて標的化方式及び高度に特異的な方式で「適合した」ＯＨＦＲ材料を合成することができる。かかる耐炎生成物を、ＭＲ２Ｓ−ＮＴの方向又はＭＫＲＳ−ＨＴの方向に修飾した赤泥を混合することによって作製することも可能である。
【０１３１】
この効果は記載の表面修飾及び記載の共力剤、特にナノクレイとの組合せによっても高めることができる。
【０１３２】
原則として、防炎加工される材料系の加工温度によって修飾赤泥が含有すべき生成物が決まると確証することができる。高温火炎保護の分野では、ＡＴＨ、ゲーサイト、レピドクロサイト及びアカガネイト等の低温火炎保護用の製品は、これらの製品が加工時に既に分解されているため不適切である。本発明による特異的方式及び標的化方式で再水和及び／又は再炭化され、所要条件を満たす赤泥を、再水和プロセス又は再炭化プロセスを相応に制御することによって作製することができる。逆に言えば、低温火炎保護では高温火炎保護製品は、これらの材料の分解温度がポリマー加工温度よりもはるかに高いため原則として破壊的ではない。対照的に、このことはシデライト最適化ＭＫＲＳ−ＨＴの分解によって耐炎能が実質的に増大するために有利である。
【０１３３】
表面修飾：
表面修飾はＦＲ系の品質及び配合時のその加工性に多大な影響を与える。さらに、選択された表面修飾はＦＲ効果及び界面相での接着（相溶化効果）を支持する。
【０１３４】
以下の処方を例えば表面修飾に使用する：
１）表面修飾Ａ：
非ポリマー成分の全質量をベースとして１重量％のDegussa/Evonikのｎ−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＭＥＯ）
２）表面修飾Ｂ：
非ポリマー成分の全質量をベースとして、
１重量％のＥＤＥＮＯＲ  Ｃ  １２／９８−１００（Henkel，Germany）、
１．５重量％のＳＦＲ  １００（General Electric Silicones，Schenectady，NY，USA）
３）表面修飾Ｃ：
非ポリマー成分の全質量をベースとして、
２重量％のＴｒｉｌｅｎｅ  ６６（Uniroyal）（液状ＥＰ（Ｄ）Ｍポリマー）、
１重量％のＵｎｉｃｈｅｍａ  ４９００（ステアリン酸）Unichema、
１重量％のＬｅｖａｐｒｅｎ  ６００（ＥＶＡ−コポリマー）
４）表面修飾Ｄ：
非ポリマー成分の全質量をベースとして、
１重量％のＬｉｔｈｓｏｌｖｅｎｔ  ＰＬ（Fa. Keller & Bohacek（Duesseldorf，Germany））、
２重量％のＥｐｉｋｏｔｅ  Ｒｅｓｉｎ  １１６３、
１重量％のＥＤＥＮＯＲ  Ｃ  １４（Henkel）
【０１３５】
流動ミキサー又は更にはマルチレベル可変器具を備え、外筒を温度制御することができるタービンミキサーを表面修飾に使用する。
【０１３６】
静止した又はゆっくりと開始するターボミキサーにおいて修飾される材料を用いた混合サイクルの開始時に、反応添加剤を混合／反応チャンバに計量する。修飾添加剤が液体状からペースト状であることが意図される場合、それらをミキサーの漏斗に計量する。
【０１３７】
反応の終了後に、熱い材料を下流に接続した冷却ミキサー内で室温又は袋詰め温度（典型的には３５℃〜２３℃）まで徐々に冷却する。この材料を粉体工学によって特性化した後、下記のポリマー化合物に使用する。
【０１３８】
記載の本発明によるＯＨＦＲ材料は任意の期間にわたって耐久性であり、記載の変更形態では化学的に識別可能な有効期限はなく、好ましくは密閉した元の包装での適切な乾燥貯蔵を前提とする。粒径分布のために、例えば移送プロセスによる又は配合ユニットのサイロ若しくは秤量器からの取出し時の部分的又は完全な分離の永続的なリスクは、平均粒径値（ｄ５０）の異なる個々の成分をブレンドしたＦＲ組成物の場合のように存在しない。上述の本発明によるＯＨＦＲ材料は、それぞれの配合時にそのまま、すなわち例えば予備乾燥なしに使用することができる。特に、本発明によるＯＨＦＲ材料の表面修飾変形物は外気から水分を取り込むことがないため、変化／予備乾燥せずに使用することができる。
【０１３９】
実施例に言及されるＯＨＦＲ化合物を作製する本発明による材料を加工する方法：
使用試験材料：
ポリマー
ＥＶＡコポリマー  ExxonMobilの「ＥＳＣＯＲＥＮＥ  ＵＬＴＲＡ  ＵＬ  ００１１９」
ＰＰランダムコポリマー  「ＶＥＳＴＯＬＥＮＥ  ＰＰ  ８４００」
ポリアミド６  BASFの「ＵＬＴＲＡＭＩＤ  Ｂ３Ｌ」
ＰＶＣ  ICI（UK）のＤＳ  ７０６０
難燃剤
水酸化アルミニウム  Alcan Chemicals Ltd.（Burntisland，Scotland，UK）の「ＳＵＰＥＲＦＩＮＥ  ＳＦ４  ＥＳＤ」（ゼロサンプル）
水酸化マグネシウム  Veitscher Magnesit Produktionsgesellschaft（Breitenau，Austria）の「Ｍａｇｎｉｆｉｎ  Ｈ  ５」（ゼロサンプル）
ペンタブロモジフェニルエーテルｐ．ａ．及び三酸化アンチモンｐ．ａ．（ゼロサンプル）
ＭＲ２Ｓ−ＮＴ（ゼロサンプル）
ＭＫＲＳ−ＨＴ（本発明によるサンプル）
ＭＲ２Ｓ−ＮＴ／ＭＫＲＳ−ＨＴ（本発明によるサンプル）
添加物／共力剤
ナノクレイ：Elementis Inc.（USA）の「Ｂｅｎｔｏｎｅ  １０４」又はSuedchemie / Rockwood Clay Additives GmbH（Germany）の「Ｎａｎｏｆｉｌ  ＳＥ  ３０００」
スズ酸亜鉛  Joseph Storey（UK）の「ＦＬＡＭＴＡＲＤ  Ｓ」
【０１４０】
配合ユニット
それぞれの表に示される引用した全てのポリマー化合物を以下の配合ユニットで加工し、対応する成形化合物を作製した：
１）平均処理量が１５ｋｇ／時間〜２０ｋｇ／時間のＢＵＳＳ同軸ニーダー（ＭＤＫ  ４６  Ｅ、１５  Ｌ／Ｄ、ＧＳ  ７０  ３．５  Ｄ）
２）共回転二軸シャフト（スクリュー）押出機（ＤＳＥ又はＳＳＥ）  平均処理能力が１２ｋｇ／時間〜２５ｋｇ／時間のＷｅｒｎｅｒ  ＆  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ  ＺＳＫ  ２５、又は平均処理能力が６０ｋｇ／時間〜２５０ｋｇ／時間のＬｅｉｓｔｒｉｔｚ  ＧＬ  ５０ｍｍ（４４  Ｌ／Ｄ）。
【０１４１】
計量機器
主要取入口（ＢＵＳＳコニーダーのＥＬＳ  １）及びポリマー粒質物秤量器が主秤量器として機能する「下流」の両方において、重量秤量器（ロスインウェイトフィーダー）がポリマー、添加剤／安定剤及びＯＨＦＲ剤の全ての供給ステーションに位置する。
【０１４２】
いずれの場合にも、分割供給様式でＯＨＦＲ剤を３つの計量ステーションに分配されるポリマー流へと計量する。
【０１４３】
次いで、粒質物の形態で存在する化合物を射出成形及び押出の両方を用いて加工し、ＤＩＮ／ＩＳＯ及びＡＳＴＭに従う対応する試験対象物を作製した後、試験する。比接触抵抗の試験のための試験対象物を、加熱／冷却可能パネルプレスの温度制御実験室用ダブルローラーで粒質物を溶融することによって圧延シートブランクから作製する。それぞれの試験の前に、完成した試験対象物を標準室内気候で平衡化する。
【０１４４】
試験
引張強度（ＭＰａ）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２７  （本明細書でＴＳと称される）
引張弾性係数（ＭＰａ）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２７  （本明細書でＥ−Ｍｏｄと称される）
破断点伸び（ｍ／ｍ）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２７  （本明細書でＥＬと称される）
引裂抵抗（ＭＰａ）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２７  （本明細書でＴＲと称される）
衝撃強度（ｋｇ／ｍ２）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ８２５６  （本明細書でａ（ｎ）と称される）
酸素指数（％）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ４５８９−２  （本明細書でＬＯＩと称される）
シャルピー衝撃強度（ｋｇ／ｍ２）  ＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  １７９  （本明細書でａ（ｋ）と称される）
ＩＥＣ／ＤＩＮ  ６０６９５−１０／−１１／−２０及びＣＳＡ  Ｃ  ２２．２に準拠したＵＬ  ９４垂直
ＩＳＯ  ５６６０−１／ＡＳＴＭ  Ｅ  １３５４に準拠したコーン熱量計値
比接触抵抗ＤＩＮ  ＩＳＯ  ５３４８２（Ω×ｃｍ）（本明細書でＳＣＲと称される）
Ｘ℃でのＭＦＩ（メルトフローインデックス）、及び
荷重ｙ（ｋｇ）（ｇ／１０分）
ここで、ＥＶＡ／ＰＥの場合、通常は低流動性ポリマーについて１９０℃で５ｋｇ又は１０ｋｇ。ＰＰの場合、通常は低流動性押出タイプについて２３０℃及び２．１６ｋｇ又は５ｋｇ荷重。
【０１４５】
表４に、例えばケーブル化合物／ケーブルシースについて欧州で通例の最低必要条件を示す。
【０１４６】
【表４】
2016510352.tif 000006
【０１４７】
概して、本発明によるＯＨＦＲ材料の全ての変形物は、（高）充填ポリマー化合物の作製のために（プラスチック）産業で使用される全ての加工機／配合ユニット、例えば（Ｂａｎｂｕｒｙ）内部ミキサー；ダブルロールミル；内部ミキサー；Ｆａｒｒｅｌ連続ミキサー（ＦＣＭ）；遊星シャフト押出機；効果的な均質化を可能にするスクリューを有するＳＳＥ（単軸スクリュー押出機）（Ｍａｄｄｏｘミキサーヘッド、締付リング）；強力ミキサー等で作製することができる。
【０１４８】
修飾ＲＭの低温変形物及び高温変形物の両方の高嵩密度（ＵＴＢＤ）、並びに極めて良好な注加性の結果として、従来の容量計量機器及び（好ましくは）重量計量機器（例えばK-Tron-Soder又はBrabenderのいわゆる「ロスインウェイトフィーダー」）の両方を用いて材料を配合機に極めて良好に添加することができる。
【実施例】
【０１４９】
ＥＶＡの実施例：
０）ゼロサンプルとしての基本配合物
配合：
ＥＶＡ  ００１１９                  ４０％
ＡＴＨ                              ６０％
結果：
ＴＳ：                              ８．９
ＴＲ：                              ６．５
ＥＬ：                              １．８
ＳＣＲ：                            Ｅ１３
ＭＦＩ（１９０／１０）：              １．６
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：        Ｖ−０
ＬＯＩ：                            ２８
注釈：
この配合物はケーブル産業において標準であると認められているものに相当し、ポリマー系ＰＥ／ＥＶＡの実施例の比較の基礎となる。
【０１５０】
１）
配合：
ＥＶＡ                              ４０％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ６０％
結果：
ＴＳ：                              ９．８
ＥＬ：                              １．６
ＳＣＲ：                            Ｅ１４／Ｅ１２
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：      （Ｖ−２）＊
ＬＯＩ：                            ２６
ＭＦＩ（１９０／１０）：            １．４
＊：残燼時間は非常に長く、その結果としてＵＬ  ９４垂直に準じる分類はｎ．ｍ．（満たされない）である
注釈：
この配合物では修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）のみを使用する。機械的値は標準と一致する。残燼時間は対応する共力剤、例えばスズ酸亜鉛、ホウ酸塩等の添加によって抑制することができる。
【０１５１】
２）
配合：
ＥＶＡ                              ４０％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ６０％；コーティングによる表面修飾「Ｄ」
結果：
ＴＳ：                              １４．４
ＥＬ：                              １．５
ＳＣＲ：                            Ｅ１５  Ｅ１４
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：        Ｖ−１
ＬＯＩ：                            ２９
ＭＦＩ（１９０／１０）：              ２．３
注釈：
この配合物では、配合「Ｄ」に従う表面修飾を有する修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）のみを使用する。機械的値は標準と比較して非常に良好であり、電気的値も同様に非常に良好であり、加工性が顕著に改善される（２倍）。耐炎値も同様に改善される。該化合物は非常に多くのＷ＆Ｃ用途に使用することができる。
【０１５２】
３）
配合：
ＥＶＡ                              ３５％
ＭＲ２Ｓ−ＮＴ                      ３０％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ３０％
ナノクレイ                          ５％
ＭＲＲＳとナノクレイとの混合物に表面修飾「Ａ」を付加する。
結果：
ＴＳ：                              １６．６
ＥＬ：                              ３．４１
Ｅ−Ｍｏｄ：                        １８９
ＳＣＲ：                            Ｅ１５／Ｅ１５
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：        Ｖ−０
ＬＯＩ：                            ２８
注釈：
この配合物では、表面修飾「Ａ」を有する修飾再水和ＲＭ（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）と修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）との標的混合物、すなわち修飾再炭化再水和赤泥を使用する。機械的値及び電気的値は非常に良好である。優れた比接触抵抗値が示される。耐炎性は同等のＡＴＨ防炎化合物に一致する。
【０１５３】
４）
配合：
ＥＶＡ                              ４０％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ２６％
ＭＤＨ                              ２６％
ナノクレイ                          ５％
Ｆｌａｍｔａｒｄ  Ｓ                ３％
全ての非ポリマー成分に表面修飾「Ｃ」を付加する。
結果：
ＴＳ：                              １５
ＥＬ：                              １．７５
ＳＣＲ：                            Ｅ１５／Ｅ１４
ＵＬ  ９４Ｖ（１．６ｍｍ）：          Ｖ−０
ＬＯＩ：                            ４９
注釈：
この配合物では、従来のＯＨＦＲ充填剤（ここではＭＤＨ）との標的組合せの修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）を共力剤（ナノクレイ、スズ酸亜鉛）と組み合わせて使用する。機械的、電気的及びＦＲ特徴は上述の標準と比較して優れている。
【０１５４】
５）
配合：
ＥＶＡ                              ５５％
ＭＫＲＳ−ＨＴナノスケール          １８．５％
ＭＤＨ                              １８．５％
ナノクレイ                          ５％
Ｆｌａｍｔａｒｄ  Ｓ                ３％
非ポリマー成分に表面修飾「Ｂ」を付加する。
結果：
ＴＳ：                              １９．６
ＥＬ：                              ２．９
ＳＣＲ：                            Ｅ１５／Ｅ１５
ＵＬ  ９４  Ｖ（１．６ｍｍ）：        Ｖ−０  
ＬＯＩ：４１
注釈：
この配合物では配合「Ｂ」に従う表面修飾を有する、配合物４）と比較して減少した量の難燃剤（ナノスケールのＭＫＲＳ−ＨＴとＭＤＨ及び共力剤（ナノクレイ及びＦｌａｍｔａｒｄ  Ｓ）との組合せ）を使用する。それにもかかわらず、配合物４）と同等の結果が達成される。
【０１５５】
ＰＶＣの実施例：
０）ゼロサンプルとしての基本配合物
配合：
ＰＶＣ  ＤＳ  ７０６０              ２４．７％
可塑剤ＤＩＯＰ                      １２．３％
ＡＴＨスーパーファイン              ＳＦ４  ＥＳＤ  ６１．７％
Ｉｒｇａｓｔａｂ  ＥＺ  ７１２      １．３％
結果：
発火時間（ｓｅｃ）                  ３４
ＰＨＲＲ（ＫＷ／ｍ２）              １１８
ＴＨＲ（ＭＪ／ｍ２）                ５０．８
比減光面積（ｍ２／ｋｇ）            １１６．５
防火性能指数（ｍ２  ｓ／ＫＷ）      ０．３
煙パラメーター（ＭＷ／ｋｇ）        １８．７
注釈：
この配合物はＰＶＣ配合物の参照標準である。
【０１５６】
１）
配合：
ＰＶＣ  ＤＳ  ７０６０              ２４．７％
可塑剤ＤＩＯＰ                      １２．３％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ６１．７％
Ｉｒｇａｓｔａｂ  ＥＺ  ７１２      １．３％
結果：
発火時間（ｓｅｃ）                  ６９
ＰＨＲＲ（ＫＷ／ｍ２）              １０６
ＴＨＲ（ＭＪ／ｍ２）                ２３．１
比減光面積（ｍ２／ｋｇ）            １２２．０
防火性能指数（ｍ２  ｓ／ＫＷ）        ０．７
煙パラメーター（ＭＷ／ｋｇ）        １４
注釈：
この配合物では修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）を使用する。耐炎値はＡＴＨベースの標準と比較して改善される。
【０１５７】
ＰＰの実施例：
０）ゼロサンプルとしての基本配合物
配合：
ＰＰ  ８４００                      ３５％
ＭＤＨ                              ６５％
結果：
ＴＳ：                              ２４．３
ＴＲ：                              １０．８
ＥＬ：                              ０．０２１
Ｅ−Ｍｏｄ：                        ［３４００］：
ａ（ｎ）：                            ５．８
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：        Ｖ−０
ＭＦＩ（２３０／５）：                ４．６
注釈：
この配合物は、プラスチック産業で認められているＭＤＨをベースとする参照標準である。
【０１５８】
１）
配合：
ＰＰ  ８４００                      ３５％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ６５％
結果：
ＴＳ：                              １７．５
ＥＬ：                              ０．２３
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：        Ｖ−２
ＭＦＩ（２３０／５）：              １．５
注釈：
この配合物では修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）のみを使用する。破断点伸びはゼロサンプルと比較して改善されているが、耐炎値は本明細書で規定された値のレベルに到達しない。
【０１５９】
２）
配合：
ＰＰ  ８４００                      ３５％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ６０％
Ｎａｎｏ                            ５％
非ポリマー成分に表面修飾「Ｄ」を付加する。
結果：
ＴＳ：                              １９．１
ＥＬ：                              ０．５６
ａ（ｎ）：                            ５．８
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：      Ｖ−０
ＭＦＩ（２３０／５）：              ６．１
注釈：
この配合物では、修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）に加えてナノクレイも共力剤として使用され、配合「Ｄ」に従う表面コーティングを使用する。機械的値及び耐炎性値は標準と一致する。加工性は大幅に改善する。
【０１６０】
耐炎有機臭素を有するポリプロピレンの実施例
０）ゼロサンプルとしての基本配合物
配合：
ＰＰ  ８４００                      ６３％
ペンタブロモジフェニルエーテル      １２％
三酸化アンチモン                    ５％
マイカ                              ２０％
結果：
ＴＳ：                              ２３．６
ＥＬ：                              ０．０２３
ａ（ｎ）：                            １５．５
ＵＬ  ９４  Ｖ（１．６ｍｍ）：        Ｖ−２
ＭＦＩ（２３０／５）：                ７
注釈：
これは以下の配合物に対する比較サンプルとなるポリオレフィンＦＲ配合物を構成する。
【０１６１】
１）
配合：
ＰＰ  ８４００                      ６３％
ペンタブロモジフェニルエーテル      ６％
三酸化アンチモン                    ２％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ２９％
結果：
ＴＳ：                              ２５．８
ＥＬ：                              ０．１７
ａ（ｎ）                            破断無（ｗ．  ｂｒ．）
ＵＬ  ９４  Ｖ（１．６ｍｍ）：        Ｖ−０
ＭＦＩ（２３０／５）：                ６
解説：
有機ハロゲン／三酸化アンチモン耐炎系への負荷量（パーセント）を半減し、マイカの代わりに本発明によるＭＫＲＳ−ＨＴを使用することによって、ＵＬ  ９４垂直に準じた燃焼試験においてＶ−０を達成する化合物が得られる。これに関連して、機械的値はゼロサンプルよりも大幅に良好となる。
【０１６２】
ポリアミドの実施例：
０）ゼロサンプルとしての基本配合物
配合：
ＰＡ  Ｂ３Ｌ                        ４５％
ＭＤＨ（Ｈ−７）                    ５５％
結果：
Ｅ−Ｍｏｄ：                        ５０００
ＴＳ（ＴＲ）：                        ５８（５８）
ＥＬ：                              ０．０２３
ａ（ｎ）：                            ２１
ＵＬ  ９４（３．２ｍｍ）：            Ｖ−０
注釈：
ＰＡ  Ｂ３ＬはとりわけＦＩ保護回路等のＦＲ用途に使用される、広く用いられている「エンジニアリングプラスチック」ＰＡの衝撃強度修飾モデルである。この配合物は、対応するプラスチック産業において防炎ポリアミド参照標準とみなされている。
【０１６３】
１）
配合：
ＰＡ  Ｂ３Ｌ                        ４５％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ５５％
結果：
ＴＳ：                              ５５
ＴＲ：                              ５５
ＥＬ：                              ０．０１８
Ｅ−Ｍｏｄ：                        ４５２０
ａ（ｎ）：                          １９
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：        Ｖ−２
注釈：
この配合物では修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）を使用する。機械的値は標準に一致し、耐炎性値は標準よりも低い。
【０１６４】
２）
配合：
ＰＡ  Ｂ３Ｌ                        ４５％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ５５％（表面修飾Ａを付与する）
結果：
ＴＳ（ＴＲ）：                      ６５（６５）
ＥＬ：                              ０．０９
Ｅ−Ｍｏｄ：                        ５６００
ａ（ｎ）：                          ３２
ＵＬ  ９４Ｖ（３．２ｍｍ）：Ｖ−１；（１．６ｍｍ）：ｎ．ｅ．
注釈：
この配合物では、修飾再炭化ＲＭ（ＭＫＲＳ−ＨＴ）に加えて「Ａ」を使用する。表面修飾Ａはとりわけ化合物の耐炎性を極めて大幅に改善し、標準のレベルには達しないが配合物１）よりも大幅に良好である。加えて、機械的特徴も大幅に改善し、技術的に要求の厳しい用途に有用である。
【０１６５】
３）
配合：
ＰＡ  Ｂ３Ｌ                        ４５％
ＭＫＲＳ−ＨＴ                      ５０％
ナノクレイ                          ５％
非ポリマー成分に表面修飾「Ｄ」を付加する。
結果：
ＴＳ：                              ６３
ＴＲ：                              ６３
ＥＬ：                              ０．２９
Ｅ−Ｍｏｄ：                        ５５００
ａ（ｎ）：                            ３４
ＵＬ  ９４  Ｖ（３．２ｍｍ）：Ｖ−０；（１．６ｍｍ）：Ｖ−１
注釈：
この配合物では、修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）に加えて、共力剤ナノクレイ及び配合「Ｄ」に従う表面修飾を使用する。この複合配合物は優れた耐炎性をもたらし、電気部品の壁厚の低減を可能にする。この場合、機械的値は業界標準に達する。
【０１６６】
論考
優れた無機ハロゲンフリー防炎剤は再水和によって、また本発明によるとバイヤー法に従ってＡＴＨをボーキサイトから得る場合に廃棄物として生じる赤泥の再炭化によって得ることができる。化学的処理を行わない場合、赤泥は同様にギブサイト／ベーマイト又はゲーサイトの残渣に起因する或る特定の難燃効果、及び赤泥における他の相乗効果を示すが、全体として程度の差はあるが変動し、すなわち不確定である。規定の特徴を有する難燃剤は再水和、とりわけＲＭの再炭化によってのみ作製される。
【０１６７】
アルミニウム及び鉄の水酸化物／酸化水酸化物の含量は再水和によって増大する。これらの生成物はおよそ２２０℃〜３５０℃でその難燃作用を示す。酸化鉄及びＣＯ２の分解によっておよそ３５０℃〜５００℃でその難燃効果を示す炭酸Ｆｅ（ＩＩ）は、とりわけ赤泥の再炭化によって作製される。
【０１６８】
このため、３５０℃〜５００℃の温度範囲で作用する、すなわち高温難燃剤を構成するか、又は２２０℃〜３５０℃の温度範囲で作用する、すなわち低温域難燃剤を構成する難燃剤は、反応の特別な実行又は混合によって作製することができ、低温域及び高温域の両方をカバーし、２２０℃〜５００℃で活性である。
【０１６９】
同様に特異的又は相乗的に作用する、本来は赤泥中に存在する物質、例えばケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム、ＴｉＯ２等と合わせると、各々のポリマーに合わせた新規の費用効率の高いＯＨＦＲ生成物を利用可能である。これまでに市販されている製品はＡＴＨ及びＭＤＨであり、１８０℃〜およそ３５０℃で作用する。ＡＴＨは１８０℃〜およそ２２０℃の範囲をカバーし、いわゆる「高温難燃剤」であるＭＤＨは最大３５０℃の範囲をカバーする。赤泥から再水和によって、又は本発明によると再炭化によって得られる生成物は、２２０℃〜３５０℃、３５０℃〜５００℃すなわち２２０℃〜５００℃の単一の生成物温度範囲をカバーする。
【０１７０】
赤泥から作製される生成物を物理的変化及び化学的変化の両方に供することができる。物理的変化は、特に平均粒径及び残留水分含量の調整と理解される。化学的変化は「可溶性Ｎａ２Ｏ」（水溶性ナトリウム化合物）の割合の調整、並びに例えばオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸、ヒドロキシカルボン酸誘導体、軟化剤、オリゴマー、ポリマー前駆体、ポリマー、アイオノマー、ホウ酸及びその金属塩誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛又はそれらの組合せ等の物質による表面コーティングを含む。さらに、これらの生成物は例えば有機粘土（ナノクレイ）、スズ化合物、ホウ酸、フルオロポリマー（５％未満）等の共力剤と組み合わせることができる。
【０１７１】
実施例では以下のポリマーを用いて試験を行った：ＥＶＡ、ＰＰ、ポリアミド６及びＰＶＣ。試験はゼロサンプルであるＡＴＨ、ＭＤＨ及びペンタブロモフェニルエーテル／三酸化アンチモンとの比較によって実行した。ＭＫＲＳ−ＨＴ又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ／ＭＫＲＳ−Ｈを本発明による生成物として使用した。
【０１７２】
以下の結果を達成することができた。
【０１７３】
ＥＶＡ
実施例で言及される配合物により、非常に良好な機械的値、優れた比接触抵抗値、及びＡＴＨを付加した化合物と同等の耐炎値をもたらす化合物が得られた。化合物は全てのＷ＆Ｃ用途で使用することができる。
【０１７４】
ＰＶＣ
実施例１）に示す配合物は、ＡＴＨベースの標準と比較してその耐炎値の点で改善されている。
【０１７５】
ＰＰ
実施例２）に示す配合物はその機械的値及び耐炎値が標準と一致している。
【０１７６】
耐炎有機臭素を付加するＰＰの場合、配合物１）ではゼロサンプルと比較すると、ペンタブロモジフェニルエーテル／酸化アンチモンの量が半減し、マイカが除外されている。この目的で、ＭＫＲＳ−ＨＴを組み入れた。この配合物はより良好な機械的特徴を示し、防火ＵＬ  ９４垂直（ＶＯ）を達成した。
【０１７７】
ＰＡ
実施例３）に示す配合物は標準と一致する機械的値を達成する。耐炎性が優れている。
【０１７８】
このため、全体として修飾再炭化赤泥（ＭＫＲＳ−ＨＴ）若しくは修飾再水和赤泥（ＭＲ２Ｓ−ＮＴ）、又はそれらの混合物は、例えば特別なプロセス管理又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ及びＭＫＲＳ−ＨＴの混合によって、これまでＡＴＨ及びＭＤＨによって包含されていた技術の生成物と一致するＯＨＦＲ系を生じることを確証することができる。本発明によると、ＭＫＲＳ−ＨＴを用いて高温域（３５０℃〜５００℃）に非常に好適な更なる製品が市場に導入される。さらに、修飾によって作製される生成物ＭＲ２Ｓ−ＮＴ及び／又はＭＫＲＳ−ＨＴを組み込んだ赤泥マトリックスは、アルミニウム及び鉄の水酸化物／酸化水酸化物が作用する反応間隔が、より高い温度範囲へとシフトするようである。
【０１７９】
シデライト最適化ＭＫＲＳ−ＨＴ変形物の表面修飾は水保持の優れた挙動によって得られる。すなわち、比接触抵抗の低下はほとんど観察されない。これは無機防炎剤の驚くべき結果である。
【０１８０】
概して、修飾再炭化及び／又は再水和赤泥、すなわちＭＫＲＳ−ＨＴ又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ又はＭＫＲＳ−ＨＴ／ＭＲ２Ｓ−ＮＴを用いると、これまで使用されてきた製品と比較して顕著により経済的な各々のポリマーに合わせたＯＨＦＲ系を発見することができ、この場合に機械的値、中でも耐炎値に関して同等の結果を達成することができることを確証することができる。これらのＯＨＦＲ系を市販の製品、例えばＡＴＨ、ＭＤＨ、ブルーサイト又はハンタイト等と混合し、特別な効果を達成又は強調することもできる。
【０１８１】
バライト代替物
さらに、本発明によると赤泥、修飾再水和及び再炭化赤泥、並びにそれらの混合物を特定の用途においてバライトの代替とすることができることを確証することができる。このようにして準備された生成物は、「バライトと同等の効果」に加えて難燃効果も示す。このため二重効果が存在する。かかる用途の例は例えばフェンダーである。
【０１８２】
遮音
さらに、本発明によると赤泥、修飾再水和及び再炭化赤泥、並びにそれらの混合物が遮音効果を有することを確証することができる。このため、それらを備える生成物は難燃効果に加えて遮音効果も示す。このため、この場合も二重効果が存在する。かかる用途の例は特に建築業に使用されるプラスチック系に対するものである。
【０１８３】
赤泥、修飾再水和及び再炭化赤泥、並びにそれらの混合物は遮音を目的として無機材料系に添加することもできる。この場合の例は石膏プラスターボード、スクリード、コンクリート等である。重要な用途は特に建築業でのものである。
【０１８４】
以上及び以下の記載において、「ことができる」又は「であり得る」という表現の使用は「好ましくは」又は「有するのが好ましい」と同義であると理解され、本発明による更なる実施形態を説明するものとする。
【０１８５】
本発明による実施形態は上述及び／又は以下の特徴の１つ又は複数を有し得る。
【０１８６】
三酸化アンチモン代替物、断熱、蓄熱、電磁波の遮蔽
幾つか又は全ての本発明による実施形態は上記又は下記で言及される利点の１つ、幾つか又は全てを有し得る。
【０１８７】
本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴの好ましい有利な応用分野は、上述のハロゲンフリー耐炎効果に加えて、以下のものである：
ＰＶＣ配合物及び有機ハロゲン防炎配合物の両方における三酸化アンチモンの部分的な又は好ましくは完全な置換；
断熱：特に断熱に加えて、考え得るその多様な構造において、それぞれの構成要素の耐炎も関与する場合；
蓄熱：特に蓄熱に加えて、考え得る全てのその技術的構造において、対応する構成要素の断熱及び耐炎が関与する場合；
防音：特に防音に加えて、蓄熱及び／又は断熱、並びに特に拡張された及び／又は基本的な耐炎等の特徴が関与する場合；及び／又は、
電磁放射線の遮蔽：特に耐炎効果に加えて、例えば蓄熱及び／又は断熱及び／又は種々のエネルギーの様々な供給源から生じる電磁放射線、並びに電気部品及び／又は電子部品及び／又はシステム全体の完全性への幾らか壊滅的な効果、並びに居住者及び／又は感受性の人に対するいわゆる「エレクトロスモッグ」効果が最小限に抑えられる場合。
【０１８８】
これらの応用分野は、特に例えば建築又は機器構築の分野において、記載の効果に加えて、効率的なハロゲンフリー耐炎も関係する場合に重要である。
【０１８９】
これに関連して、原則として上記の典型的な効果を、所要の特徴的プロファイルを達成するために必要に応じて及び技術的必要性に従って互いに組み合わせることができる。
【０１９０】
前述したように、全体として、ポリマー系において或る特定の耐炎効果を達成するには３つの主要なアプローチが存在する：
膨張性ＥＲ系（例えばメラミン誘導体＋ポリマー等）；
ハロゲンフリーＦＲ系（特にＡＴＨ、ＭＤＨ、ＡＰＰ等）；及び／又は、
ハロゲン含有ＦＲ系（例えばＰＶＣ＋三酸化アンチモン；有機ハロゲンＥＲ＋Ｓｂ２Ｏ３＋ポリマー等）。
【０１９１】
ハロゲンフリーＦＲ系について上記したような本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴは、最も有利にはハロゲン含有ＦＲ系に好適である。
【０１９２】
したがって、本発明は、好ましくはバライトの代わりの、特にプラスチック系における本発明による防炎剤の使用又は本発明による防炎剤と充填剤である赤泥との混合物の使用に更に関する。このため、有利には配合合成材料に同時に難燃特性をもたらすことが可能である。
【０１９３】
さらに、本発明は三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）の代替物又は代用物としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【０１９４】
本発明による有利な実施形態では、本発明による防炎剤を、代替的には少なくとも部分的に又は完全に三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）の代替物又は代用物として使用することができる。
【０１９５】
特にＰＶＣワイヤー及びケーブル化合物、更には有機ハロゲン防炎化合物（Ｈａｌ−ＦＲ化合物）において、三酸化アンチモンが通常は共力剤として用いられる。
【０１９６】
火災事象では、ＰＶＣ化合物において三酸化アンチモンが熱分解で放出されるハロゲン中間体と反応し、オキシ塩化アンチモン（ＳｂＯＣｌ）又はオキシ臭化アンチモン（ＳｂＯＢｒ）を生じ、これらはどちらも気相のラジカルキャッチャーとして活性であるため、燃焼プロセスを遮断する。
【０１９７】
この場合、上述の効果的な化合物はほとんどが高い燃焼ガス密度に関与する。火災事象では燃焼ガス密度により被災者が避難経路を首尾よく使用することができず、負傷する可能性があるため、燃焼ガス密度を最小限に抑えることが有利である。しかしながら、この場合、とりわけシステム全体の延焼防止が損なわれるべきではない。
【０１９８】
しかしながら、通常用いられる三酸化アンチモンは幾つかの欠点を有する。これらの欠点には、上述の点に加えて、発癌作用、催奇形作用及び／又は変異作用に基づく毒性並びに緊迫した供給状況を保つ価格の両方がある。
【０１９９】
考え得る代替物として好適なモリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カルシウム又は五酸化アンチモン等の化合物は他の欠点を有する。例えば、これらは三酸化アンチモンと比較してはるかに高い価格を有する。さらに、これらは多くの化合物配合物において相当な安定性の問題を生じる。
【０２００】
ここで、三酸化アンチモンの代わりの本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）の使用は有利な代替手段をもたらす。特に、本発明による防炎剤は技術的に同様に効果的であり、中でも毒性でない。さらに、本発明による防炎剤の本発明による使用は市場の観点、特にアベイラビリティ及び／又は価格の点からも有利である。
【０２０１】
本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）は、市販の三酸化アンチモンと同等の粒径分布スペクトルを有するため、有利にこれと同様に調製することができる。特に、本発明による防炎剤はマスターバッチ、粉末又はペーストとして化合物に有利に組み込むことができる。このようにして、有利には配合時にコストのかかる付加的な工程を回避することが可能である。
【０２０２】
さらに、本発明は共力剤としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【０２０３】
本発明による有利な実施形態では、共力剤は特に火災事象において生じるハロゲン含有中間生成物を捕捉又は結合することが可能である。
【０２０４】
さらに、本発明は熱安定剤としての本発明による防炎剤の使用に関する。このため、本発明による防炎剤を含有する材料系の熱安定性を標的化方式で増大させる、又は概して制御することが可能であることが有利であり得る。
【０２０５】
本発明による有利な実施形態では、本発明による防炎剤は、特にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含有する組成物又はＰＶＣを含有する化合物及び／又はハロゲン含有防炎組成物において熱安定剤として提供され得て、及び／又は熱安定剤として好適であり得る。
【０２０６】
本発明による更なる有利な実施形態では、本発明による防炎剤は、特にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含有する組成物又はＰＶＣを含有する化合物及び／又はハロゲン含有防炎組成物において、充填剤及び／又は三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）の代替物若しくは代用物及び／又は共力剤及び／又は熱安定剤として使用され得る。
【０２０７】
本発明による他の有利な実施形態では、ＰＶＣ含有組成物は特にＰＶＣ含有ケーブル又はＰＶＣ含有ケーブル化合物であり得る。
【０２０８】
さらに、本発明による具体的な有利な実施形態では、ＰＶＣ含有組成物は軟化剤を更に含有する。
【０２０９】
実施例：
それぞれの化合物をＢｕｓｓコニーダー（ＭＤＫ／Ｅ  ４６−１１  Ｄ／ＧＳ  ４６（３．５Ｄ））を用いて作製し、加熱又は冷却することができる実験室ミル及びダブルプレートプレスを用いて対応する顆粒を加工して、試験対象物を作製する。それぞれの試験の前に、試験対象物を標準気候（２３℃、５０％相対湿度）において４８時間平衡化する。表５及び表６に幾つかの結果を示す。
【０２１０】
【表５】
2016510352.tif 000007
【０２１１】
【表６】
2016510352.tif 000008
【０２１２】
さらに、本発明は蓄熱のための又は蓄熱材料としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【０２１３】
構築材料の蓄熱能は、概して比熱Ｃ及び見掛け密度ｐに比例する蓄熱係数Ｓによって表される：
Ｓ＝Ｃ×ｐ（ｋＪ／ｍ３・Ｋ）又は（Ｗｈ／ｍ３Ｋ）。
【０２１４】
これにより１ｍ３の建築材料を１ケルビン（＝１℃）加熱するのに必要とされる熱量が得られる。
【０２１５】
蓄熱能Ｑは部材の厚さｓ及び蓄熱係数Ｓによって決定される：
Ｑ＝Ｃ  ｐ  ｓ（ｋＪ／ｍ２Ｋ）又は（Ｗｈ／ｍ２Ｋ）。
【０２１６】
市販の石膏プラスターボードと、ポリマーマトリックスをベースとする本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製した充填パネルとの比較研究により、驚くべきことに、固体配置の本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製したパネルが、同じ出発温度で市販の石膏プラスターボードよりもはるかにゆっくりと冷却されることが示される。図１０に、例として冷却時のかかるパネルの熱カメラ画像を示す。
【０２１７】
図１１に例として測定した２つの試験パネルのそれぞれの冷却曲線を示す。一方の試験パネルは層厚が１０ｍｍの石膏ボードである（四角記号の曲線を参照されたい）。もう一方の試験パネルは、本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴを用いて作製した、石膏及び３０重量％の本発明による防炎剤を含有する層厚が１０ｍｍの試験パネルである（三角記号の曲線を参照されたい）。この場合、両方のパネルを８０℃の乾燥キャビネット内で３時間貯蔵した。次いで、パネルを垂直位置に固定し、その熱放射を、熱画像カメラを用いて測定及び記録した。この場合、１分に５枚のカメラ画像を３１分間記録した。したがって横軸は１５５個の測定点Ｍを有する。図１１に明らかに見られるように、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製したパネルは市販の石膏ボードよりもゆっくりと冷却される。同様の状況が、異なる重量パーセントの本発明による防炎剤を用いたとしても、市販の石膏プラスターボードと本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製されたパネルとで観察される。
【０２１８】
図１２に例として測定した２つの試験パネルのそれぞれの加熱曲線を示す。一方の試験パネルは市販の石膏ボードであり（四角記号の曲線を参照されたい）、もう一方は硬化時に微小孔を形成した本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製した試験パネルである（三角記号の曲線を参照されたい）。断熱特徴の調査のために、２つの試験パネルを垂直位置に固定し、熱風をホットエアガンでそれぞれの後面に吹き付けた。その後、いずれの場合にも後面の温度は９５℃であった。温度をそれぞれのパネルの前面の熱画像カメラを用いて記録及び決定した。この場合、１分に５枚の画像の測定間隔を設定した。したがって、横軸は１５１個の測定点Ｍを有する。本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製された試験パネルが市販の石膏ボードと比較してより強い断熱を示すことが明らかである。
【０２１９】
本発明による物質のために、この蓄熱能をポリマーマトリックスで用いることの有利な技術的可能性が初めてもたらされ、同時にシステム全体におけるハロゲンフリー耐炎効果が保証される。これにより、とりわけ複合材製造分野における相当な利点がもたらされる。
【０２２０】
複合材全体の耐炎効果の完全性を保証するためには、この系を製造の簡易化を目的としてポリマーマトリックスに組み込むことが必要である。これは、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて本発明により有利に達成することができる。
【０２２１】
この場合、ポリマーマトリックスの使用は、特に連続製造プロセス（例えば発泡を用いた又は用いない押出の場合）におけるエネルギーの観点から有益な蓄熱複合材系の製造を有利に可能とする。
【０２２２】
さらに、本発明は、断熱若しくは吸熱のための又は断熱材料若しくは吸熱材料としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【０２２３】
物質の熱伝導は熱伝導係数λ（Ｗ／ｍＫ）によって決定される。この数値は、１ケルビン（＝１℃）の温度差で１メートル厚の壁を通過する熱の量（Ｗ／ｍ２で測定される）を表す。
【０２２４】
壁材の見掛け密度は、概して見掛け密度の上昇（＝より緻密な材料）とともに熱伝導係数が増大する限りにおいて熱伝導係数に含まれる。逆に言えば、このことは、細孔において含まれるガスの自由行程長が最小の可能な限り軽い材料、好ましくは真空シール系又はナノセルラー発泡材料が最も低い熱伝導係数、ひいては最良の断熱性能を有することを意味する。
【０２２５】
水分を吸収又は放出することができる構造部品の有機材料及び天然の建築材料の場合、水分含量は、建築材料中の水分含量の増大とともに断熱効果が減少するという点で関与する。
【０２２６】
さらに、本発明は遮音への又は防音若しくは遮音材料としての本発明による防炎剤の使用に関する。
【０２２７】
１つの構造部品系から別の構造部品系への音の伝達を意味する固体伝搬音を或る程度低減及び／又は防止するために、総合設計規定を実施する必要がある。かかる規定は概して、システム全体での調整を必要とする。これに関連して極めて重要な規定は例えば足音の遮音である。これは概して、床からの足音の振動の伝達を実際の仕上げ材構造の分離にまで低減するように建設的に達成される。この目的で、床と仕上げ材との間に高い内部減衰挙動を有する高減衰材料、例えばコルク、ゴム、ゴム結合金属又はロックウール等を配置する。
【０２２８】
空中遮音は、概して比重の高い成分又は系を用いて達成することができる。本発明の幾つかの有利な実施形態では、本発明による防炎剤は建築材料及び／又は機器構築材料中に存在し得る。
【０２２９】
本発明の他の有利な実施形態では、本発明による防炎剤はマトリックス中に存在し得る。
【０２３０】
本発明による更なる有利な実施形態では、マトリックスは特に熱可塑性又は熱硬化性マトリックス、特にポリマーマトリックスであり得る。
【０２３１】
本発明による具体的な有利な実施形態では、本発明による防炎剤は複合材中に存在し得る。
【０２３２】
本発明による幾つかの有利な実施形態では、複合材はマトリックスと、任意に補助物質及び／又は添加剤とを含有し得る。
【０２３３】
本発明による更なる有利な実施形態では、複合材は固体及び／又は発泡状態であり得る。特にかかる複合材は発泡コア及び／又は閉曲面を有し得る。
【０２３４】
本発明による幾つかの有利な実施形態では、複合材は特に１５ｋｇ／ｍ３〜８００ｋｇ／ｍ３の比重を有し得る。
【０２３５】
本発明による更なる有利な実施形態では、本発明による防炎剤は発泡体中に存在し得る。
【０２３６】
本発明による他の有利な実施形態では、発泡体は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）とともに熱可塑性及び／又は修飾架橋材料を有し得る。
【０２３７】
特に興味深いことに、本発明による化合物を含有する材料は非常に急速に加熱され、実質的に長期間にわたってそのエネルギーを伝達することができる。さらに、本発明による材料が、均等に分布し、一様であるために非常に有利な細孔構造を有することは非常に注目に値する。この理由は、強い核生成剤として作用する本発明によるナノスケール化合物の高い割合である。細孔構造は好適なプロセス管理によっても大幅に改善することができる。
【０２３８】
本発明による具体的な有利な実施形態では、発泡体は特にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン、特に押出ポリスチレン硬質発泡体（Ｘ−ＰＳ）等、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）及び／又はそれらの混合物からなる群から選択される材料を含有し得る。
【０２３９】
本発明による幾つかの有利な実施形態では、本発明による防炎剤はポリウレタンを含有するか又はそれからなる発泡体中に存在し得る。
【０２４０】
本発明による更なる有利な実施形態では、発泡体は独立気泡型及び／又は連続気泡型であり得る。
【０２４１】
本発明による或る特定の有利な実施形態では、発泡体は特に１５ｋｇ／ｍ３〜８００ｋｇ／ｍ３の比重を有し得る。
【０２４２】
上記で論考される本発明による防炎剤の難燃又は耐炎特徴は、複数のプラス効果を達成するために本発明による防炎剤の蓄熱、吸熱、断熱、及び／又は遮音及び／又は防音特徴と標的化方式及び制御方式で有利に組み合わせることができる。
【０２４３】
現在、市販の断熱材料（内装品及び外部構造の両方の構築における用途のため）の大半は、技術的観点から耐炎性が不十分であるか若しくは耐炎性がなく、又は耐炎性である場合、毒性、発癌性及び／又は変異原性としても登録され、調整器による厳しいモニタリングに供される、問題となる有機ハロゲン防炎剤及び／又は共力剤三酸化アンチモンが付加されている。
【０２４４】
例えば環境に優しいハロゲンフリー防炎剤水酸化マグネシウムの提供は、例えばＤＩＮ／ＩＳＯ  ４１０２−Ｂ（パート１又は２）に従う実質的な耐炎効果を得るために必要とされる高い負荷量という欠点を有する。さらにかかる提供は高価である。
【０２４５】
この場合、ＭＤＨの粒径分布による化合物の配合は問題を引き起こす。断熱発泡体では、含まれるガスの可動性を可能な限り低く維持するには、理想的な細孔サイズは可能な限り小さいものである。この目的は断熱効果を最大限にすることである。最小限の細孔を得るには、それ自体が好ましくはナノスケール範囲で最小限の核生成剤が必要とされる。
【０２４６】
本発明による材料はほぼ６００ｎｍの粒子を非常に高い割合で有し、粒径分布曲線の第２のピークはほぼ１．２マイクロメートルである。本発明による耐炎剤を用いた発泡プロセスでは、このことは有利には対応する数のナノスケール細孔が作製されるという効果を有する。
【０２４７】
ナノスケールＭＤＨは現在開発段階であるため、従来のＭＤＨよりも高価である。したがって、高い価格のために大規模システムにおけるその使用は現在有利ではない。結果として、その製造プロセスのために、ナノスケールＭＤＨは非常に低い嵩密度及び非常に高い表面エネルギーを有する。これは配合（「浸潤」）及び特に構造部品の形成において問題を生じる。
【０２４８】
一方で、本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴは高い嵩密度及び低い表面エネルギーを有する。このため、有利には特に構造部品の配合時及び／又は形成時、特に例えば押出時にＭＤＨにより生じる問題を回避及び／又は防止することが可能である。さらに、本発明による防炎剤の表面エネルギーは、有利には上記の表面修飾により更に改善する及び／又は良い影響を与えることができる。
【０２４９】
ナノスケールＭＤＨと比較すると、本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴは、修飾されていない場合であっても例えば非常に容易にハイスループット能で、すなわち非常にコスト効率よく、ポリマーマトリックスに組み込むことができる。
【０２５０】
結果として、本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴの有利な価格に関連して、技術的利点だけでなく、従来のハロゲンフリー防炎剤、例えばＭＤＨ、特にナノスケールＭＤＨ等の価格が非常に高い加工に有利な応用分野が明らかにされる。
【０２５１】
本発明による防炎剤ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴのみが、断熱効果及び／又は蓄熱効果及び／又は防音効果及び／又は電磁場の遮蔽効果を有する防炎ハロゲンフリー複合材の作製を可能にする。
【０２５２】
実施例
試験片の作製：
試験片を作製する下記の基本的なプロセス（粒質物調製）は、断熱、吸熱、吸音、遮音及び／又は蓄熱及び／又は電磁遮蔽への本発明による防炎剤の有利な使用について同一である。
【０２５３】
配合機（２つのＥＬＴ（入口漏斗）および三連脱気を備えるＢＵＳＳコニーダーＭＤＫ  ４６−１１  Ｄ／ＧＳ  ４６）を用いて、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）およびポリマー（ＥＶＡ；ExxonMobilのＥｓｃｏｒｅｎｅ  Ｕｌｔｒａ  ＵＬ  ００１１９）を均質に混合した後、１３５℃の温度で粒状化する。顆粒を均質性及び空気混入について試験する。
【０２５４】
次いで、顆粒を加熱した冷却可能ダブルプレートプレスの鏡面研磨ダイ内で圧縮し、２００×２００×３．２ｍｍ及び２００×２００×１．６ｍｍの寸法のパネルを形成し、これらの圧縮プレートをダイ内において圧力下で冷却する。
【０２５５】
得られるパネルを標準気候（２３℃、５０％相対室内湿度）で２日間平衡化した後、試験する。
【０２５６】
燃焼試験をＵＬ  ９４垂直に従って、パネルから切り抜いた１５０ｍｍ×１２．７ｍｍ×試験片厚の試験片で行う。
【０２５７】
ポリマーと５５重量％及び６５重量％の水酸化マグネシウム（Ｍａｇｎｉｆｉｎ  Ｈ  ５；Veitscher Magnesitwerke，Austria）とからなる試験片を比較物とする。
【０２５８】
本発明による５５重量％及び６５重量％の防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を含む比較試験片及び試験対象物は、ＵＬ  ９４のＶ−０の分類に従う３．２ｍｍの試験対象物厚さで得られる。
【０２５９】
このため、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を用いて作製される化合物の耐炎性が実証される。
【０２６０】
さらに、本発明は電磁放射線の減衰又は遮蔽のための本発明による防炎剤の使用に関する。
【０２６１】
放射線は空間内のエネルギーの自由伝搬と理解される。この場合、粒子放射線と電磁放射線とが区別される。粒子放射線は質量を有し、光よりもゆっくりと伝搬する荷電粒子又は非荷電粒子からなる。電磁放射線は光子放射線とも称され、周期的に変化する電場及び磁場からなる。これには可視光、紫外線及び熱放射線に加えて、Ｘ線、宇宙放射線及びγ放射線も含まれる。電磁放射線は波長、周波数及び振幅に特徴があり、真空中でのその伝搬速度量は光の速度とほぼ等しい。
【０２６２】
光子放射線は物体に衝突すると、吸収又は散乱によって減衰する。指数関数的規則性による放射線の減衰は理論的に無限範囲の放射線を促進する。減衰の拡大は概して物体密度、関与する原子の原子数及び透過材料の層厚に応じて異なる。
【０２６３】
これに関連して、本発明によると、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ又はＭＳタイプ）がその電磁放射線、特にエレクトロスモッグに対する減衰及び／又は遮蔽効果を示すことが確証される。
【０２６４】
「エレクトロスモッグ」という表現は、とりわけ生き物、特にヒト、動物、植物、他の生物及び個々の細胞の健康に対して有害な可能性がある影響を有する過剰「濃度」の電磁場、例えば携帯電話の放射線及び／又は例えば高圧線等の低周波数磁場等として下記で理解される。
【０２６５】
本発明による使用の具体的な有利な実施形態では、電磁放射線は特に低周波電場及び／又は磁場である。
【０２６６】
本発明による使用の他の具体的な有利な実施形態では、電磁放射線は特に携帯電話の放射線である。
【０２６７】
本発明の幾つかの有利な実施形態では、本発明による防炎剤はＥＭＰ（電磁気防御；Electro-Magnetic Protection）用途に使用される。
【０２６８】
本発明の他の有利な実施形態では、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を、１Ｈｚ〜１０ＧＨｚの周波数範囲の電磁放射線の減衰又は遮蔽のために使用する。
【０２６９】
本発明の具体的な有利な実施形態では、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）を１つ又は複数のポリマーと混合する。結果として、それらを任意の形状にすることができ、及び／又は化学的及び／又は物理的な発泡状態とすることができる。さらに、これにより任意の形状の遮蔽空間又は更には高感度電子及び／又は電気機器の外装の作製が有利に促進される。
【０２７０】
本発明の更なる有利な実施形態では、少なくとも本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）の１つと変動するパーセンテージで混合される１つ又は複数のポリマーは、特に導体と同様に電流の伝導を促進する伝導性を有する。結果として、例えばファラデーケージが形成される。
【０２７１】
本発明の更なる有利な実施形態では、少なくとも本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）の１つと変動するパーセンテージで混合される１つ又は複数のポリマーはフィルムとして形成される。結果として、例えば遮蔽すべき部屋をライニング又はコーティングすることにより、ファラデーケージが形成される。この軽量かつ経済的に作製されるファラデーケージは、この部屋の内部を電磁パルスから有利に保護し、電磁パルスが部屋の内部並びにそこに配置される任意の電気及び／又は電子システムと接続するのを防ぐ。これにより、その部屋の内部の人をいわゆるエレクトロスモッグから有利に保護することもできる。ファラデーケージは有利には目に見えないように設置し、埋め込みフィルムの形態で「隠す」こともできる。
【０２７２】
本発明の他の具体的な有利な実施形態では、導電性（特に工業用）床仕上げ材を作製するための、例えばポリマーとしてのエラストマー修飾ポリウレタンの使用を提供することもできる。かかる仕上げ材は有利には電荷をヒト身体から離しておくことができ、電子部品に無害なものとすることができる。かかる仕上げ材は、有利には静電荷に起因する（とりわけ粉塵）爆発の危険性を回避するために、導電性基材が使用される多くの領域、特に産業において用いることもできる。
【０２７３】
本発明の更なる有利な実施形態では、本発明による防炎剤は構造部品、特に電気及び／又は電子構造部品及び／又は回路に使用される。
【０２７４】
本発明の更なる有利な実施形態では、本発明による防炎剤は構造部品、特に好適であり及び／又は電磁放射線の低減又は遮蔽をもたらす構造部品の作製に使用される。
【０２７５】
本発明の更なる有利な実施形態では、本発明による防炎剤（ＭＫＲＳ−ＨＴ及び／又はＭＲ２Ｓ−ＮＴ）は熱可塑性、熱硬化性及び／又は弾性材料とともに使用される。この場合、防炎剤の割合が構造部品をベースとして特に５０重量％〜９８重量％であれば有利に提供され得る。
【０２７６】
上記で論考される本発明による防炎剤の難燃又は耐炎特徴は、複数のプラス効果を達成するために本発明による防炎剤の蓄熱、吸熱、断熱、及び／又は遮音及び／又は防音、及び／又は放射線減衰及び／又は放射線遮蔽特徴と標的化方式及び制御方式で有利に組み合わせることができる。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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