JP2006524717A - 低発煙難燃性インテリアシート - Google Patents

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Abstract

【課題】燃焼ガスの発生量が少く難燃性に優れたインテリアシートの低発煙難燃組成物を提供する。
【解決手段】ＰＶＣ樹脂１００重量部に対してリン(フォスフェート)系可塑剤(イソデシルジフェニルリン酸塩)５ないし３０重量部、難燃剤及び発煙抑制剤が含まれた組成物に関する。前記難燃剤はアルミニウムハイドロキサイド２ないし２０重量部及び水酸化マグネシウム２ないし２０重量部使用し、前記発煙抑制剤は平均粒子サイズ２ないし５マイクロンを有するモリブデン化合物であって０.５ないし１０重量部を使用することを特徴とする。

Description

本発明は燃焼ガスの発生量が少く難燃性に優れたインテリアシートとして使用される低発煙難燃組成物に関する。
火事発生時は有毒ガスを含有した煙を大量に発生させて人命被害を誘発する問題点を抱えている。これにより、火災時安全面を考慮して難燃可塑剤、難燃剤及び発煙抑制剤を使用する難燃性に優れ、低発煙特性を有するインテリアシートの要求が高まりつつある。
これにより、従来はインテリアシートの難燃化及び防炎特性を有する研究が重点的に実施されたが、近年には追加的に燃焼時発生する煙発生濃度を減少させるための研究がなされつつある。
これについて、日本特開平９-０４８０８３、特開平１０-２８７７８１、特開２０００-０８６８１０、特開２０００-１２９２６３及びアメリカ特許第４５４４６９５号、第６３１６１１８号、第６３５５２７７号などにはシートに使用できる低発煙難燃樹脂組成物について記述されている。
前述した従来の技術では難燃性を向上させるために水酸化物を多量に使用したり、リン系難燃剤を補助難燃剤として併用した。水酸化物を添加することによって熱分解途中に水分を放出する吸熱反応によって発煙時間を遅らせ発煙速度を落とす効果を有しており、低発煙特性を向上させるためにジンクボレート等のような発煙抑制剤を補助的に使用している。
しかし、低発煙性能を満すために多量の水酸化物の添加はインテリアシートの製造において機械的物性と加工性に悪影響を与える。
このような欠点を減少させるために金属水和物をシリコンカップリング剤、加工調剤で表面処理して使用することもあるが、燃焼時不完全燃焼ガスを多量に放出させるという別の問題点があった。
また、従来の技術を適用した難燃材料のＡＳＴＭ Ｅ６６２とＩＳＯ５６５９規格に基づくフレーミング方法による試験を施した結果、煙密度が基準値を満せず燃焼が持続され発煙濃度が高くなる問題点を有していた。このように従来の技術には前述したようなインテリアシートの発煙濃度を低めるのに技術的な限界と問題点を抱えていた。
従って、前述した問題点を解決するために難燃剤は軟質のＰＶＣ(polyvinyl chloride)と相溶性を有しその物性を低下させず難燃効果を有するべきであり、原料を変色させず光安定性を維持しエージングと加水分解に対する抵抗能力を有し、難燃剤の効果は高分子の熱分解温度より低温から始まって熱分解温度の全領域で持続的に発現されるべきであり、腐食を引き起こさず耐熱性に優れ、無臭無毒性であるべきのみならず、燃焼時煙と有害ガスの発生が極めて低レベルであるべきである。
本発明はインテリアシートの発煙性において前述した問題点を解決し、加工性に優れ引張強度、伸長率等優れた機械的特性を有する軟質ＰＶＣシート組成物を提供することをその目的とする。
本発明は低発煙特性に極めて優れ、特にＩＳＯ５６５９において低い煙密度値を有するインテリアシートを提供する。低発煙特性を向上させるために煙密度に悪影響を与えるフタレート系の可塑剤をフォスフェート可塑剤に替えて低発煙特性のみならず、加工性及び機械的物性に優れ、また発煙抑制剤として水酸化物(水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム)とモリブデン系化合物を適切に併用することによって、水酸化物だけを使用した組成物より煙ガス発生が少く、難燃性に優れた組成物を提供した。
本発明の組成物は、ＰＶＣ樹脂１００重量部に対してリン(フォスフェート)系可塑剤(イソデシルジフェニルリン酸塩)５ないし３０重量部、難燃剤及び発煙抑制剤が含まれた組成物に関する。
前記難燃剤はアルミニウムハイドロキサイド２ないし２０重量部及び水酸化マグネシウム２ないし２０重量部使用し、前記発煙抑制剤は平均粒子サイズ２ないし５マイクロンを有するモリブデン化合物であって０.５ないし１０重量部を使用することを特徴とする。
軟質ＰＶＣシートに使われるＤＯＰ(ジ２-エチルヘキシルフタル酸)可塑剤の場合煙ガスの発生に相当な影響を与え、これを補うために本発明ではＤＯＰの同一な物性を有し減煙効果があり、難燃効果のあるリン系難燃可塑剤に替えた。前記リン系難燃可塑剤はイソデシルジフェニルリン酸塩が望ましく、ＰＶＣ樹脂１００重量部に対して５ないし３０重量部を使用することによって、減煙効果及びＤＯＰと同一な可塑化率を維持して優れた加工性及び機械的物性を示すことができる。
非ハロゲンリン酸エステルはその化学構造において４種に分類することができる。トリアリルリン酸エステルはレオフォス、ＴＰＰ(トリフェニルフォスフェート)、ＴＣＰ(トリクレゾールリン酸)など難燃剤としてだいぶ前から汎用されている。トリアルキルリン酸エステルは可塑剤や潤滑剤として多用されている。アルキルアリールリン酸エステルは分子内にアリール基及び長鎖アルキル基を有するリン酸エステルであり、ＯＤＰ(２-ethylhexyl phosphate)、ＩＤＤＰＰ(Isodecyl diphenyl phosphate)などが挙げられる。
単一分子内にアルキル基とアリール基を有するのが減煙効果に大事であり、無機系の難燃剤の併用処方で減煙効果が多大になる。
本発明ではベース樹脂の初期燃焼時間と発煙速度を遅らせ、難燃性と機械的物性及び加工性を向上させるためにステアリン酸で表面処理された水酸化金属化合物(マグネシウム及びアルミニウム水酸化物)をＰＶＣ樹脂１００重量部に対して４〜４０重量部使用した。
４重量部未満では難燃性及び発煙速度の遅延効果が得られず、４０重量部超過では機械的物性が低下した。
また、水酸化金属化合物だけで消防法に基づいた防炎性能(KOFEIS１００１)を満しにくいことから、自己消化性をさらに強化させ炎伝播を遮断するのに効果的なＳｂ２Ｏ３の処方が必須であり、ＰＶＣ樹脂１００重量部に対して２〜６重量部使用した。
しかし、Ｓｂ２Ｏ３(三酸化アンチモン)は含量が増加するほど発煙濃度の量を増やすので、炎伝播を遮断するのに効果的な最小量の処方がなされるべきである。
２重量部未満では炎伝播遮断効果が得られず、６重量部超過では発煙濃度量を増やす。
また、本発明では金属水酸化物の自己消化性だけでは発煙濃度の量を減すのに限界があるため、平均粒子２ないし５マイクロンのサイズを有するモリブデン化合物を発煙抑制剤としてＰＶＣ樹脂１００重量部に対して０.５ないし１０重量部まで水酸化金属化合物と混用した。０.５重量部未満では低発煙効果が得られず、１０重量部超過では機械的物性が低下した。
また、耐熱特性の向上と加工時耐熱変色の低下を防ぐためにバリウム亜鉛系耐熱安定剤をＰＶＣ樹脂１００重量部に対して２ないし５重量部まで使用して、リン系難燃可塑剤であるＩＤＤＰＰの耐熱性に脆弱な部分を補えた。
本発明の低発煙特性に優れた難燃組成物の実施例及び比較例を表１に纏め、組成物それぞれに対する煙密度及び防炎特性を表２に纏めた。
本発明の低発煙難燃性組成物は一般的なインテリアシートの積層構造に適用されうるし、例えば上から透明フィルム、印刷層、着色フィルム及び粘着剤層よりなるインテリアシートの積層構造において、本発明の低発煙難燃性組成物は少くとも一つの層に適用でき、望ましくは着色フィルム層に適用される。
前述したように構成された本発明の低発煙難燃性インテリアシートは、既存のＤＯＰをリン系可塑剤に替えると同時に、モリブデン化合物を水酸化金属と混用することによって燃焼時煙密度が大幅に減少することが分かる。また、耐熱性も同等以上の結果を示して加工性も優れる。
<実施例:本発明に係る低発煙難燃性インテリアシートの製造方法及び発煙性試験>
本発明に係る低発煙難燃組成物は表１の処方で１８５℃温度のロールミールで１０分間混合及びシーティングを通じて試験用試片を製造して前記特性を評価した。
１）煙密度：ＳＴＭ Ｅ６６２とＩＳＯ５６５９ (Heat Flux : ２.５Ｗ/ｃｍ２)に準じて評価した。
詳細試験条件はフレーミング（Flaming）方式であり、試片サイズは厚さ０.１ｍｍに横、縦７５ｍｍである。
２) 耐熱特性：１８５℃温度のロールミールで１０分間隔で６０分間試片を採取して変色有無を確認した。
Figure 2006524717
Figure 2006524717
比較例１、２において防炎性と作業耐熱性は優れているが、相対的に煙濃度が極めて高くて、今後改定進行中の消防法に基づいた防炎性能(KOFEIS １００１)の煙濃度基準数値に不適である。
望ましい基準数値は試片厚さ０.１ｍｍを基準にした時ＡＳＴＭ Ｅ６６２の場合６０以下、ＩＳＯ５６５９の場合５０以下である。
したがって、実施例３のようにリン系可塑剤であるＩＤＤＰＰと発煙抑制補助剤であるモリブデン、金属水酸化物を共に使用することによって優れた低発煙性を示すと同時に防炎性を向上させた低発煙難燃処方の組成物を提供することができる。

Claims (7)

  1. ＰＶＣ樹脂１００重量部に対して、リン系可塑剤５ないし３０重量部、難燃剤及び発煙抑制剤を含むインテリアシート用低発煙難燃性組成物。
  2. 前記リン系可塑剤がイソデシルジフェニルリン酸塩であることを特徴とする請求項１に記載のインテリアシート用低発煙難燃性組成物。
  3. ＰＶＣ樹脂１００重量部に対して、イソデシルジフェニルリン酸塩５ないし３０重量部、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムの混合物４ないし４０重量部、Ｓｂ２Ｏ３２ないし６重量部、及び平均粒子サイズ２ないし５マイクロンを有するモリブデン化合物０.５ないし１０重量部を含む請求項１に記載のインテリアシート用低発煙難燃性組成物。
  4. ＰＶＣ樹脂１００重量部に対してバリウム亜鉛系耐熱安定剤２ないし５重量部をさらに含む請求項３に記載のインテリアシート用低発煙難燃性組成物。
  5. 請求項１ないし４のうちいずれか１項の組成物よりなる層を１層以上含む低発煙難燃性インテリアシート。
  6. 前記インテリアシートの積層構造が上から透明フィルム、印刷層、着色フィルム及び粘着剤層よりなることを特徴とする請求項５に記載の低発煙難燃性インテリアシート。
  7. 前記低発煙難燃性組成物が適用される層は着色フィルム層であることを特徴とする請求項６に記載の低発煙難燃性インテリアシート。
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