JP2006182998A

JP2006182998A - マイクロカプセル状不燃化剤およびその製造方法

Info

Publication number: JP2006182998A
Application number: JP2004380890A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kinoshita; 広一木下; Sadao Tomioka; 貞雄富岡; Fusaki Yoshida; 房喜吉田; Takeshi Ozaki; 健尾崎
Original assignee: TRUST LIFE KANSAI KK; TRUST LIFE KK; Toray International Inc
Current assignee: TRUST LIFE KANSAI KK; TRUST LIFE KK; Toray International Inc
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】その不燃特性を希望する所望の物に付与するのに好都合で、かつ長期間にわたり該不燃特性を有するという特異な効果を付与することのできるマイクロカプセル状不燃化剤とその製造方法。
【解決手段】マイクロカプセル状不燃化剤であり、そのの大きさが平均粒子径５０μｍ以下であり、かつ、少なくともケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させてマイクロカプセルが構成されてなるマイクロカプセル状不燃化剤である。その製造方法として、ケイ酸ナトリウム重合体および透過性物質を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去する方法、あるいは、ケイ酸ナトリウム重合体を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、透過性物質を溶解した溶液にケイ酸ナトリウム重合体を担持した多孔質微粒子を浸漬し、溶媒を除去して、透過性物質を被覆する方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロカプセル化されている不燃化剤とその製造方法に関し、更に詳しくは、不燃化を所望する物質に対してマイクロカプセル状態で、混合付与もしくは付着させることにより、各種の樹脂成型品や繊維製品などに不燃化という高機能を付与することができるマイクロカプセル状不燃化剤とその製造方法に関するものである。

なお、燃焼・非燃焼特性に関して「難燃性」という表現・技術用語で評価してきているが、そのような難燃性評価法では合格というレベルよりも更に格段と高いレベルでの燃焼特性、すなわち、具体的には、そもそも燃焼しないという特性レベルを、本発明では「不燃性」という用語で表現するものである。

従来から燃えやすい物質を燃えにくくするための技術については、各種分野で検討されてきており、そのような物質に難燃性を付与するための薬剤やそのような薬剤をマイクロカプセル化したものなども知られている（特許文献１−６）。

しかし、これらのものは、本発明の希望する不燃レベルにはまだ到達しているとは言えないものであった。

一方、難燃特性よりもハイレベルと言うべき不燃特性を実現するもの（薬剤）として、高濃度硼酸化合物を用いること、そして、該高濃度硼酸化合物を木材、木質材料や天然繊維製品に含浸や塗布をして防火・耐火剤とする提案がされている（特許文献７、８）。

しかし、かかる高濃度硼酸化合物は不燃化技術を達する薬剤として優れたものであるが、該薬剤を所望の製品に含有させることや付着させることが難しく、該技術による高度な不燃特性を有する製品は実現されていなかったのが実状である。
特開平６−３１３０９９号公報特開平７−２６１５３号公報特開平７−１７１３７８号公報特開平９−１３０３７号公報特開平１１−２５５９５５号公報特開２００３−１４４９０４号公報特開平８−７３２１２号公報特開２００３−２９１１１０号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、従来、難燃性であると呼ばれるレベルをはるかに超えている不燃特性を有するとともに、その不燃特性を付与することを希望する所望の物、例えば、各種の繊維製品や、合成樹脂成形品などに付与するのに極めて好都合であって、かつ、長期間にわたり該不燃特性を有するという特異な効果を付与することのできる新規なマイクロカプセル状不燃化剤とその製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成する本発明のマイクロカプセル状不燃化剤は、以下の(1) の構成からなるものである。
（１）マイクロカプセル状形態を呈してなる不燃化剤であり、該マイクロカプセルの大きさが平均粒子径５０μｍ以下であり、かつ、少なくともケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させてマイクロカプセルが構成されてなることを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤。

また、かかる本発明のマイクロカプセル状不燃化剤において、より具体的に好ましくは、以下の(2) 〜(11)の構成を有するものである。
（２）該マイクロカプセルの大きさが、平均粒子径で５μｍ以下のものであることを特徴とする上記(1) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（３）該マイクロカプセルの大きさが、平均粒子径で２μｍ以上、２．５μｍ以下のものであることを特徴とする上記(1) または(2) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（４）前記多孔質微粒子が、無機質からなることを特徴とする上記(1) 、(2) または(3) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（５）前記無機質が、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナおよびリン酸ジルコニウムのいずれか１種であることを特徴とする上記(4) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（６）前記多孔質微粒子が、有機質からなることを特徴とする上記(1) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（７）前記有機質が、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることを特徴とする上記(6) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（８）内包物質が、少なくともケイ酸ナトリウム重合体およびフルオロケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなるものであることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5) 、(6) または(7) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（９）前記透過性物質が、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする上記(1) 、(2) 、(3) 、(4) 、(5) 、(6) 、(7) または(8) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（１０）前記有機ケイ素化合物が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、プロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシラン、の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする上記(9) 記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
（１１）前記ポリフェノール化合物が、タンニンであることを特徴とする上記(9) または(10)記載のマイクロカプセル状不燃化剤。

また、上述した目的を達成する本発明のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法は、以下の(12) あるいは(13)の構成からなるものである。
（１２）ケイ酸ナトリウム重合体および透過性物質を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させることを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
（１３）ケイ酸ナトリウム重合体を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を多孔質微粒子に担持させた後、透過性物質を溶解した溶液にケイ酸ナトリウム重合体を担持した多孔質微粒子を浸漬し、溶媒を除去させることによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を担持した多孔質微粒子を透過性物質で被覆することを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。

また、かかる(12)あるいは(13)の本発明のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法において、より具体的に好ましくは、以下の(14) 〜(17)の構成を有するものである。
（１４）前記多孔質微粒子が、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることを特徴とする上記(12) または(13)記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
（１５）ケイ酸ナトリウム重合体とともにフルオロケイ酸ナトリウム重合体を溶解することを特徴とする上記(12)、(13)または(14)記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
（１６）前記透過性物質が、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする上記(12)、(13)、(14)または(15)記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
（１７）前記有機ケイ素化合物が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ポロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシラン、の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする上記(16)記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。

請求項１にかかる本発明によれば、従来、難燃性であると呼ばれるレベルをはるかに超えている不燃特性を有するとともに、その不燃特性を付与することを希望する所望の物、例えば、各種の繊維製品や、合成樹脂成形品などに効果的に付与するのにも極めて好都合で、かつ長期間にわたり該優れた不燃特性を有することのできる新規なマイクロカプセル状不燃化剤を提供することができる。

請求項１２または１３にかかる本発明によれば、従来、難燃性であると呼ばれるレベルをはるかに超えている不燃特性を有するとともに、その不燃特性を付与することを希望する所望の物、例えば、各種の繊維製品や、合成樹脂成形品などに効果的に付与するのにも極めて好都合で、かつ長期間にわたり該優れた不燃特性を有することのできる新規なマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法を提供することができる。

以下、更に詳しく本発明のマイクロカプセル状不燃化剤とその製造方法について、説明する。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤は、マイクロカプセル状形態を呈してなる不燃化剤であり、該マイクロカプセルの大きさが平均粒子径５０μｍ以下であり、かつ、少なくともケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させてマイクロカプセルが構成されてなることを特徴とするものである。

ここで、マイクロカプセル状形態とは、その立体的外形が、ほぼ真球形状かあるいは不定形状の微粒子状態であることをいい、該微粒子構造を形成している表面殻や該微粒子の骨格に囲まれた内部に、マトリックス樹脂と、該マイクロカプセルの内包物質たるケイ酸ナトリウム重合体が充填されているものである。

該マイクロカプセルの大きさは、平均粒子径５０μｍ以下であることが重要であり、そのような微粒子であることにより、パウダー状の不燃化剤として、各種の繊維製品や合成樹脂成形品などに、より効果的に付与することが可能になる。

特に、好ましい本発明のマイクロカプセル状不燃化剤は、さらに平均粒子径で５μｍ以下のものであり、このような微細な不燃化剤は、繊維製品などに付与したとしても風合いを損ねることがなく、また、付与された後は脱落がしにくいものであり、本発明のマイクロカプセル状不燃化剤の有する特徴を十分に発揮することができるものである。より具体的に、特に好ましい該マイクロカプセル状不燃化剤の大きさは、平均粒子径で２μｍ以上、２．５μｍ以下のものである。このように微細なマイクロカプセル状不燃化剤であれば、該マイクロカプセルを、より薄く万遍なく、被処理物に付与しておくことが可能となり、被処理物が繊維製品である場合等でも風合いを悪化させることがほとんどないという利点がある。

この平均粒子径５０μｍ以下であるということは、非常に微細なものであるが、これを実現するには、マイクロカプセルを形成する骨格（核）である多孔質構造の微粒子を、該多孔質微粒子の平均粒子径が５０μｍ以下になるようにして形成し、該骨格（核）中の孔構造部分に上述の内包物質を充填させることにより達成することができる。具体的には、内包物質を溶解させた溶液中に、該平均粒子径が５０μｍ以下の多孔質構造微粒子を浸漬させ、該多孔質微粒子中の孔構造部分に該溶液を浸入させた後に、溶媒を除去することにより得ることができる。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤の大きさは、本発明者らの知見によれば、平均粒子径でその下限値は、０．５〜１μｍ程度までである。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤において、少なくともケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を担持する多孔質微粒子は、無機質のものであっても、あるいは有機質のものであってもよい。

該多孔質微粒子が無機質のものからなる場合には、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナおよびリン酸ジルコニウムのいずれか１種であることが好ましく、あるいは、該多孔質微粒子が有機質のものからなる場合には、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることが好ましい。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤において、内包物中に、少なくとも含まれるケイ酸ナトリウム重合体は、いわゆる、発泡性ガラスとして知られているものであり、１００℃前後に加熱されると激しく発泡して発泡スチロール様のガラス発泡体（概して、比重０．１〜０．２）となるものである。該ケイ酸ナトリウム重合体は、既にその溶液が市販されているものであって（例えば、「ダイオレスリキッド」（（株）トラストライフ社登録商標）、本発明では、例えば、該ケイ酸ナトリウム重合体溶液を使用して、本発明のマイクロカプセル状不燃化剤を製造することができる。

また、内包物質には、少なくともケイ酸ナトリウム重合体の他に、フルオロケイ酸ナトリウム重合体が含まれていることが望ましい。その場合、ケイ酸ナトリウム重合体：フルオロケイ酸ナトリウム重合体＝６０〜４０：４０〜６０の範囲内の割合とするのがよい。

内包物質を被覆する透過性物質は、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることが好ましく、ポリフェノール化合物はタンニンであることが、特に好ましい。

有機ケイ素化合物としては、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、プロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシラン、の少なくとも１種または２種以上であることが好ましい。

本発明の第二は、ケイ酸ナトリウム重合体および透過性物質を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させることを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法であって、中でも、多孔質微粒子が、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることが好ましい。

内包物質を被覆する透過性物質は、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることが好ましく、有機ケイ素化合物としては、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ポロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシランの少なくとも１種または２種以上であることが特に好ましい。

本発明の第三は、ケイ酸ナトリウム重合体を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を多孔質微粒子に担持させた後、透過性物質を溶解した溶液にケイ酸ナトリウム重合体を担持した多孔質微粒子を浸漬し、溶媒を除去させることによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を担持した多孔質微粒子を透過性物質で被覆することを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法であって、多孔質微粒子が、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、リン酸ジル中でも、コニウム、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることが好ましい。

透過性物質は、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることが好ましく、有機ケイ素化合物としては、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ポロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシランの少なくとも１種または２種以上であることが好ましい。

本発明にいう透過性物質とは、被担持物質を被覆し、内包物質を形成する物質をいい、被担持物質の拡散を抑制する効果を有する物質であって、その被膜より被担持物質を徐々に放出する。透過性物質としては、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、タンニン、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物などを例示することができ、有機ケイ素化合物としてはテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、プロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシラン、ポリシロキサンオリゴマーなどを、セルロース系誘導体としてはヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどを、天然高分子化合物としてはゼラチン、キトサン、アラビアゴムなどを例示することができる。

本発明にいうＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランとは、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、テトラブトキシシランなどを例示することができ、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシランとは、ポリテトラエトキシシラン、ポリテトラメトキシシランなどを用いることができる。

本発明にいうシェラックとは、昆虫より採取される天然の樹脂であって、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどのアルコール類に溶解し、熱硬化性であるためワニスとして利用されてきたものである。

また、ロウとは、脂肪酸と水に不溶性な高級一価アルコール類または二価アルコール類とのエステルをいうが、炭化水素やポリエチレンであってもよく、３０℃から１５０℃の範囲に融点をもつ化合物で、起源としては動植物、鉱物系、石油系または合成系を問わない。動物系としては蜜蝋、ラノリンなどをあげることができ、植物系ではカルナバワックスやキャンデリアワックスなど、鉱物系ではセレシンワックスやモンタンワックスなど、石油系ではパラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスなど、合成系ではポリエチレンワックスや高級脂肪酸エステルなどを用いることができる。

本発明にいう透過性物質には、ポリフェノール化合物およびポリカルボン酸などのように溶媒に溶解した後、金属錯体またはアルカリ土類金属塩をその溶液に添加し、溶媒中で溶質を物理的あるいは化学的に不溶体化して透過性物質とする場合も含むものである。

本発明にいう高分子凝集剤とは、コロイド溶液中の微細粒子を凝集させるために加える物質であって、ポリアクリル酸系やポリアクリルアミド系の化合物を例示することができる。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤の有する構造の一例について、断面構造モデル図を用いて説明する。

図１と図２は、いずれも本発明にかかるマイクロカプセル状不燃化剤の有する構造の一例をモデル的に示した断面構造モデル図であり、図１は本発明の第二である製造方法により得られる本発明のマイクロカプセル状不燃化剤についてのもの、図２は本発明の第三である製造方法により得られる本発明のマイクロカプセル状不燃化剤についてのものである。

図１、図２において、１はマイクロカプセル状不燃化剤であり、２は内包物質、３は透過性高分子、４は多孔質微粒子、５は粒子骨格であり、Ｄはマイクロカプセルの直径を示したものである。

本発明にいう内包物質２とは、被担持物質（本発明では、ケイ酸ナトリウム重合体、あるいは、ケイ酸ナトリウム重合体とフルオロケイ酸ナトリウム重合体の混合体など）が透過性高分子物質３により直接的または間接的に被覆された物質をいい、該内包物質２は、多孔質微粒子４に担持されている。また、粒子骨格５がほぼ均一に万遍なく構成されていることによって、本発明にかかるマイクロカプセル状不燃化剤の形態が維持されている。

本発明にいう多孔質微粒子４とは、図１のモデル図に示したように、無機質または有機質の粒子骨格５からなり、多孔質微粒子４が無機質からなる場合には、炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどの炭酸塩を、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩を、リン酸カルシウム、リン酸バリウム、リン酸マグネシウム、リン酸ジルコニウム、アパタイトなどのリン酸塩を、金属酸化物として二酸化ケイ素、アルミナなどを、例示することができる。一方、多孔質微粒子４が有機質からなる場合には、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質などを例示することができる。なお、天然繊維物質としては、各種木材の粉砕チップを挙げることができるものである。

本発明にいうマイクロカプセル状不燃化剤１は、図１のモデル図に示したように、被担持物質が透過性物質３に直接的に被覆された内包物質２として多孔質微粒子４の粒子骨格５に吸着等により担持されてなる構造のもの、あるいは、図２のモデル図に示したように、被担持物質が多孔質微粒子４の粒子骨格５に吸着されて、透過性物質３に間接的に被覆された内包物質２として担持されてなる構造のものがある。

この構造の相違は、図１のものは、内包物が粒子状にあって、それらの粒子が個々に微細に透過性高分子に被覆された形であること、これに対して、図２のものは、内部に内包物が集団状態で存在する中で、その集団の周囲を全体的に透過性高分子にて被覆した形であることである。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤の製造において、被担持物質（ケイ酸ナトリウム重合体、あるいは、ケイ酸ナトリウム重合体とフルオロケイ酸ナトリウム重合体の混合体など）を被覆する透過性高分子物質は、被担持物質の物理的、化学的性質に応じて選択するが、溶媒に可溶であり、溶媒除去後において被膜を形成する性質をもつ透過性物質が、被担持物質と同一の溶媒に溶解する場合には、透過性物質と被担持物質を同一溶媒に溶解し、多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって、被担持物質を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させることができる。

一方、被担持物質と透過性物質が同一溶媒に溶解しない場合には、被担持物質を被担持物質可溶な溶媒に溶解し、先に多孔質微粒子に担持させ、該溶媒を除去した後、透過性物質を別の溶媒を用いて、被担持物質を担持した多孔質微粒子を被覆することができる。

また、同一溶媒に被担持物質と透過性物質が溶解する場合であっても、別々に担持させることもできる。溶媒中で、溶質が物理的、化学的作用により不溶体化して形成する物質を透過性物質として用いる場合には、上記と同様な方法で本発明のマイクロカプセル状不燃化剤を製造することができる。

本発明のマイクロカプセル状不燃化剤を製造する場合、被担持物質の溶液、透過性物質の溶液または被担持物質および透過性物質の溶液に多孔質微粒子を浸漬するに際して、減圧下で行うことが好ましい。すなわち、多孔質微粒子を減圧下で浸漬することにより、内包物質が速やかに多孔質微粒子に吸着されることになるものである。

ここで、減圧下とは、大気圧未満の圧力であればよいが、室温における水溶液の場合には、０．５ａｔｇ以下であることが好ましい。この場合には、被内包物質が蒸発揮散しない温度と圧力の範囲内、使用する溶媒の物理化学的性質および多孔質微粒子の細孔径に応じて適切な減圧環境において行うのが好ましい。

溶媒の除去は、溶媒を蒸発や気化させることにより行うことができる。

なお、本発明において、平均粒子径の測定は、マイクロカプセル状不燃化剤が実質的に真球状のものであるときには、電子顕微鏡写真を用いて、無作為に１００個のマイクロカプセル状不燃化剤の直径を測り、平均するものである。マイクロカプセル状不燃化剤が不定形のもののときには、無作為に１００個のマイクロカプセル状不燃化剤の体積を測り、１個当たりの体積の平均値を求めて、その体積と同一の体積を持つ真球の直径を求めたものである。

マイクロカプセル粒子径の測定は、レザー回折／散乱式粒度分布測定装置（型式：ＨＯＲＩＢＡＬＡ−９２０）を使用して行った。

図１は、本発明にかかるマイクロカプセル状不燃化剤の有する構造の一例をモデル的に示した断面構造モデル図であり、本発明の第二である請求項１２に記載の製造方法により得られる本発明のマイクロカプセル状不燃化剤についてのものである。図２は、本発明にかかるマイクロカプセル状不燃化剤の有する構造の一例をモデル的に示した断面構造モデル図であり、本発明の第三である請求項１３に記載の製造方法により得られる本発明のマイクロカプセル状不燃化剤についてのものである。

符号の説明

１：マイクロカプセル状不燃化剤
２：内包物
３：透過性高分子
４：多孔質微粒子
５：粒子骨格
Ｄ：マイクロカプセルの直径

Claims

マイクロカプセル状形態を呈してなる不燃化剤であり、該マイクロカプセルの大きさが平均粒子径５０μｍ以下であり、かつ、少なくともケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させてマイクロカプセルが構成されてなることを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤。
該マイクロカプセルの大きさが、平均粒子径で５μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
該マイクロカプセルの大きさが、平均粒子径で２μｍ以上、２．５μｍ以下のものであることを特徴とする請求項１または２記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記多孔質微粒子が、無機質からなることを特徴とする請求項１、２または３記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記無機質が、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナおよびリン酸ジルコニウムのいずれか１種であることを特徴とする請求項２記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記多孔質微粒子が、有機質からなることを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記有機質が、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることを特徴とする請求項６記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
内包物質が、少なくともケイ酸ナトリウム重合体とフルオロケイ酸ナトリウム重合体を、透過性物質で被覆してなるものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記透過性物質が、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記有機ケイ素化合物が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、プロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシラン、の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする請求項９記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
前記ポリフェノール化合物が、タンニンであることを特徴とする請求項９または１０記載のマイクロカプセル状不燃化剤。
ケイ酸ナトリウム重合体および透過性物質を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を透過性物質で被覆してなる内包物質を多孔質微粒子に担持させることを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
ケイ酸ナトリウム重合体を溶解した溶液に多孔質微粒子を浸漬した後、溶媒を除去することによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を多孔質微粒子に担持させた後、透過性物質を溶解した溶液にケイ酸ナトリウム重合体を担持した前記多孔質微粒子を浸漬し、溶媒を除去させることによって前記ケイ酸ナトリウム重合体を担持した多孔質微粒子を透過性物質で被覆することを特徴とするマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
前記多孔質微粒子が、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、アパタイト、アルミナ、リン酸ジルコニウム、ポリエチレン、ポリウレタン、セルロース、ポリビニルホルマール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂および天然繊維物質のいずれか１種であることを特徴とする請求項１２または１３記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
ケイ酸ナトリウム重合体とともにフルオロケイ酸ナトリウム重合体を溶解することを特徴とする請求項１２、１３または１４記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
前記透過性物質が、硝酸セルロース、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル、スチレン系オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマー樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素化合物、シェラック、ポリフェノール化合物の金属錯体、ポリカルボン酸のアルカリ土類金属塩、セルロース系誘導体、高分子凝集剤、ロウおよび天然高分子化合物の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする請求項１２、１３、１４または１５記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。
前記有機ケイ素化合物が、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ポロピルシリケート、ブチルシリケート、メトキシポリシロキサン、エトキシポリシロキサン、Ｃ₁からＣ₄のアルキル基を有するアルコキシシランおよびＣ₁からＣ₄のアルキル基を有するポリアルコキシシラン、の少なくとも１種または２種以上であることを特徴とする請求項１６記載のマイクロカプセル状不燃化剤の製造方法。