JP2005133054A - Ｅｍｉ対策製品用のノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物及びその塗工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有害なダイオキシンを発生することなく、ノンハロゲンで高度の難燃性と接着性とを有する合成樹脂組成物を構成することにより、ＥＭＩ対策製品等に応用可能な難燃性接着材及び塗料とその塗工方法を提供すること。
【解決手段】 ＥＭＩ対策製品等において接着材ならびに塗料として用いられるノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物であって、ポリウレタン樹脂に、膨張性黒鉛、赤リンやポリリン酸塩等のリン系組成物、及びトリクレジルフォスフェートを配合する。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、電磁波シールド用ガスケット等のＥＭＩ対策製品に用いるノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物及びその塗工方法に関するものである。

産業用機器、医療用機器、家庭用電化製品等、その他各方面で発生する電磁波による影響、すなわちＥＭＩを防止するため、筐体等やそれらの開閉機構に電磁波シールドガスケット等のシールド材が装着される。また電子機器は一般に筐体等に半密閉状態で収納されることが多く蓄熱しやすいこともあり、安全面から機器本体に関係するすべての部材に対しても難燃化が求められており、その指標としてＵＬ規格を満足することが必要となっている。そして電子機器の一層の小型化にともない、さらに電磁波シールド材の減量化、減容化、薄型化が進められているのが現状である。

電磁波シールド材を難燃化する方法としては、とりわけ難燃性が良好であることから、ある時期までハロゲン化合物が最も多く使用されてきた。しかし、ハロゲン化合物を含む材料は燃焼時にダイオキシンを含むきわめて有害な物質が発生する可能性があるため、現在ではその使用が制限されている。

そこで、電磁波シールド材用にノンハロゲンで難燃化する方法として、リン系化合物、アルミニウム化合物、マグネシウム化合物、膨張黒鉛、アンチモン化合物、その他種々の成分が開発されている。

しかし、これらの成分を単独で使用する場合、満足できる難燃性を得るためには、構成材料に対して比較的多量に含有させる必要があり、その場合構成材料に元々有する成型性、耐熱性、耐湿性、あるいは柔軟性、復元性といった物性を損なうおそれがあり、本来の用途に適合できなくなるという問題があった。また、難燃材に使用する材料として、ダイオキシンほどの有毒成分を発生しないにしても、アンチモン化合物のように依然毒性に配慮しなければならない成分が使用されており、安全面において必ずしも満足できるものとはいえなかった。

そこで、これらの問題を解決するものとして、特開２００１−２０６９７８号、特開２００３−２４７１６４号の各公報において、ポリリン酸アンモニウムと膨張性黒鉛を含む難燃剤を配合した電磁波シールド材が提案されている。

しかし、前記各文献に記載されている技術によるものは、いずれも難燃性と安全性については一定の改善がみられるものの、配合割合によっては必ずしも十分な性能を発揮しているとはいえない。また、これらは電磁波シールド材自体の難燃化が目的であり、本発明において後述するごとく難燃性接着材や難燃性塗料としての用途を満たし得るものではない。

発明が解決しようとする課題

本発明は前記した背景をもとに、有害なダイオキシンを発生することなく、ノンハロゲンで高度の難燃性と接着性とを有する合成樹脂組成物を構成することにより、ＥＭＩ対策製品等に応用可能な難燃性接着材及び塗料とその塗工方法を提供するものである。

課題を解決するための手段

すなわち、本発明は前述の従来技術に有する問題点を解決すべくなされたもので次のごとく構成する。

ＥＭＩ対策製品等において接着材ならびに塗料として用いられるノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物であって、ポリウレタン樹脂に、膨張性黒鉛、リン系組成物、及びトリクレジルフォスフェートを含有させてなることを特徴とする（請求項１）。

また、前記合成樹脂組成物に含有するリン系組成物が赤リンであって、ポリウレタン樹脂、膨張黒鉛、赤リンを含み、前記ポリウレタン樹脂（固形物換算）１００重量部に対し、トリクレジルフォスフェート２０重量部以上配合することを特徴とする（請求項２）。

そして、前記合成樹脂組成物に含有するリン系組成物がポリリン酸アンモニウムであって、ポリウレタン樹脂、膨張黒鉛、ポリリン酸塩を含み、前記ポリウレタン樹脂（固形物換算）１００重量部に対し、トリクレジルフォスフェート２０重量部以上配合することを特徴とする（請求項３）。

さらに、前記合成樹脂組成物が接着材もしくは塗料であって、乾燥固形物の厚みにして８０〜１８０μｍに塗工することを特徴とするものである（請求項４）。

以下、本発明における好ましい実施形態を説明する。

先ず、本発明の構成における第１の形態を説明する。ここで主材となるポリウレタン樹脂は、有機溶剤を媒体とした溶液状態のものが好適である。有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル等のエステル類をあげられるが、蒸発性、芳香性（臭気）等を考慮すればメチルエチルケトン（以下、ＭＥＫと称する）が最も好ましい。また、ＭＥＫ中のポリウレタン樹脂量は２５〜４５重量％、好ましくは３０〜４０重量％とすることにより、後述する配合、塗工、乾燥に際して好適に作業することができる。

また、前記膨張性黒鉛と併用するリン系組成物としては赤リン、もしくはポリリン酸アンモニウムに代表されるポリリン酸塩が好適である。

赤リンは市販の表面処理されたものを使用することができる。本発明では主材としてポリウレタン樹脂を用い、難燃材として膨張性黒鉛と、特に表面処理された赤リンと併用することにより、脱水炭化作用を高めて酸素指数を増大させ、その結果難燃性が一層向上するとともに発煙量が大きく減少する。

また、ポリリン酸塩は、代表例としてポリリン酸アンモニウムが好適である。一般にリン系化合物は耐熱温度が低いことや、ハロゲン化合物と同等の難燃性を得ることは難しいが、実験結果では膨張黒鉛との併用により単独で使用したときとくらべて滴下防止を確実なものし難燃性を向上させる効果がある。

そして、トリクレジルフォスフェート（以下、ＴＣＰと称する）は一般に合成樹脂の可塑剤として使用されるものと同等のものでよく、それ自体難燃性であり、同時に配合された合成樹脂に柔軟性や可撓性を与えるとともに粘着性を増加することができる。なお、ＴＣＰ以外にも多種類の可塑剤が市販されているが、実験結果では、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステル系の可塑剤では十分な難燃性を得られなかったが、リン酸エステル系の可塑剤がすぐれたな難燃性を示し、なかでもＴＣＰは難燃性だけでなく合成樹脂組成物中に配合した場合、特に良好な粘着性を付与し得ることが確認された。

次いで、本発明の難燃性合成樹脂組成物の製造に際して混合用容器にそれぞれ所定量の膨張黒鉛及び赤リンまたはポリリン酸アンモニウムを入れ、次いでウレタン溶液及びＴＣＰを注入し、高粘度用の撹拌機で撹拌する。なお、混合用容器に入れる順序はいずれが前後であっても特に支障をきたすことはない。また、撹拌速度や撹拌時間は、全体が均一な状態に混合し、ウレタン溶液に含まれるＭＥＫの蒸発量があまり多くならない範囲で特に限定するものではない。

次に、本発明の構成における第２の形態を説明する。前記により製造した本発明の難燃性合成樹脂組成物は接着材もしくは塗料として用いることができる。また、実際に塗工する際の厚みは８０〜１８０μｍ程度、好ましくは１００〜１５０μｍが最適である。塗工厚が極端に薄い場合は十分な難燃性が得られず、逆に極端に厚い場合はＥＭＩガスケット等、塗工後の製品の厚みにも影響し、可撓性が低下するとともに不経済となる。

前記塗工物は、熱風乾燥炉を通過させて乾燥させることによって柔軟な塗膜が形成する。熱風の供給量及び温度は、塗工物の厚みや通過速度によって大きく異なり一概に決められないが、９０〜１００℃前後が適当である。これより高くなると塗工物に気泡によるクレーターが生じて難燃性が低下する原因となったり、乾燥炉内で有機溶剤蒸気量が急速に増すため火災予防上好ましくない。

本発明のごとく、難燃性合成樹脂組成物をホットメルト材として適用することにより、ＴＣＰの配合によって導電布等、生地への密着性を大幅に向上させ剥離を防止する効果がある。

また、難燃性合成樹脂組成物にしめるＴＣＰの割合を大きく増加させた場合は、粘着性（感圧接着性）が増すため、公知の粘着テープのような粘着材として多様な用途への展開も考えられる。さらに、難燃性合成樹脂組成物にしめるＴＣＰの割合を適宜変更することによって塗工表面に堅牢な乾燥被膜を形成させることができるので、塗料としての用途にも供し得るものとなる。

前記リン系組成物として、赤リンを用いた場合もポリリン酸塩を用いた場合も、ＴＣＰの添加量と接着性能との関係はほぼ同じ傾向を示していた。

このように、本発明の前記合成樹脂組成物は、接着材、ホットメルト、あるいは塗料として難燃性を要求される多方面の用途に適し、例えば電磁波シールドガスケットの場合、ホットメルト材料として難燃性導電布に塗着することにより、ＵＬ規格の基準ＶＴＭ−０を満足させることができる。

次に本発明の実施例を説明する。

ここで主材となるポリウレタン樹脂として、ＭＥＫを溶媒とする３５重量％溶液（坂井化学工業社製、Ｕ−８２６）を準備した。このポリウレタン樹脂溶液（固形物換算）１００重量部に対し、膨張性黒鉛（日本黒鉛工業社製、ＥＸＰ−Ｅ：平均粒子径５０μｍ）８５重量部、赤リン（日本化学工業社製、ヒシガードホワイトＬＰ＝表面処理したもの）８５重量部、及びＴＣＰ（大八化学工業社製、トリクレジルフォスフェート）を各々段階的に１０〜３５重量部を配合し、均一に混合するまで撹拌して接着材を得た。なお、前記ポリウレタン樹脂、膨張性黒鉛、赤リンの各配合比率は、ＵＬ規格に基づく燃焼性試験（ＵＬ９４−Ｖ）の結果、高い難燃性を示したものを代表的なものとして適用し、ＴＣＰの配合量のみを変化させた。

これとは別に、ポリエステル繊維糸を平織りした布に銅−ニッケルメッキを施した厚さ１００μｍの導電布（セーレン社製、Ｓｕｉ−１０−３１５Ｔ）を準備し、前記接着材を乾燥後の厚みが１３０μｍとなるよう塗工機を用いて塗布し、さらに温度９０℃で乾燥することによりホットメルト層を形成させた。

前記ホットメルト層を形成後密閉容器の中で４８時間自然放置し、ホットメルト層と生地とを十分になじませた状態で接着性試験を行った。接着性試験は、ホットメルト上に市販の粘着テープ（本実施例では日東電工社製、粘着テープＮｏ．３３０５）を貼り合わせ、ＪＩＳ−Ｚ０２３７に記載された手動式圧着装置（自重２０００ｇ）を用い、３００ｍｍ／分の速さで往復（本実施例の場合は２往復）させて接着／剥離の状態を検証した。その結果を表１に示す。

本実施例（表１）における試験結果では、ウレタン樹脂１００重量部に対し、ＴＣＰ量を２０重量部以上、好ましくは２５重量部重量部配合することによりホットメルトとしてすぐれた接着性能を示すことが確認された。

実施例２
実施例１と同様にポリウレタン樹脂１００重量部に対し、膨張性黒鉛８５重量部を加えた後、ポリリン酸アンモニウム８５重量部（クラリアントジャパン社製、エクソリットＡＰ４６２）、及びＴＣＰを各々段階的に２０〜７０重量部を配合し、均一に混合するまで撹拌して接着材を得た。ここに、ポリリン酸アンモニウム以外の製品はすべて実施例１と同じものを使用した。なお、前記ポリウレタン樹脂、膨張性黒鉛、ポリリン酸アンモニウムの各配合比率は、ＵＬ規格に基づく燃焼性試験（ＵＬ９４−Ｖ）の結果、高い難燃性を示したものを代表的なものとして適用し、ＴＣＰの配合量のみを変化させた。

また、実施例１の場合と同じポリエステル繊維糸を平織りした布に銅−ニッケルメッキを施した厚さ１００μｍの導電布を準備し、前記接着材を乾燥後の厚みが１３０μｍとなるよう塗工機を用いて塗布し、さらに温度９０℃で乾燥することによりホットメルト層を形成させた。

接着性試験の方法は実施例１で説明したとおりである。その結果を表２に示す。

本実施例（表２）における試験結果では、実施例１の場合とほとんど同様の傾向を示し、ウレタン樹脂１００重量部に対し、ＴＣＰ量を２０重量部以上、好ましくは２５重量部以上配合することによりホットメルトとしてすぐれた接着性能を示すことが確認された。

発明の効果

前記のごとく構成し、本発明における合成樹脂組成物を接着材もしくは塗料としてＥＭＩ対策製品に応用することにより、有害なダイオキシンを発生することなく、ノンハロゲンで高度の難燃性と接着性を得ることができ、多様な用途に供し得る。

Claims (4)

1. ＥＭＩ対策製品に用いる合成樹脂組成物であって、ポリウレタン樹脂に、膨張性黒鉛、リン系組成物、及びトリクレジルフォスフェートを含有させてなることを特徴とするＥＭＩ対策製品用のノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物。
2. 前記合成樹脂組成物に含有するリン系組成物が赤リンであって、ポリウレタン樹脂、膨張黒鉛、赤リンを含み、前記ポリウレタン樹脂（固形物換算）１００重量部に対し、トリクレジルフォスフェート２０重量部以上配合することを特徴とする請求項１に記載のＥＭＩ対策製品用のノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物。
3. 前記合成樹脂組成物に含有するリン系組成物がポリリン酸アンモニウムであって、ポリウレタン樹脂、膨張黒鉛、ポリリン酸塩を含み、前記ポリウレタン樹脂（固形物換算）１００重量部に対し、トリクレジルフォスフェート２０重量部以上配合することを特徴とする請求項１に記載のＥＭＩ対策製品用のノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物。
4. 前記合成樹脂組成物が接着材もしくは塗料であって、乾燥固形物の厚みにして８０〜１８０μｍに塗工するものである請求項１乃至請求項３に記載のＥＭＩ対策製品用のノンハロゲン難燃性を有する合成樹脂組成物の塗工方法。